La révolution que le dioxyde de titane apporte à l'encre

Dans l'industrie de l'encre, le choix du pigment détermine directement le pouvoir couvrant, la brillance, la stabilité des couleurs et la qualité d'impression finale de l'encre. Le dioxyde de titane, en tant que pigment inorganique blanc haute performance, présente des avantages irremplaçables dans les systèmes d'encre grâce à sa structure cristalline unique et ses propriétés optiques, notamment pour améliorer le pouvoir couvrant et la brillance. Comparé à d'autres pigments courants, il améliore considérablement les performances globales des encres.

Du point de vue de l'amélioration du pouvoir couvrant, l'avantage principal du dioxyde de titane réside dans son indice de réfraction extrêmement élevé et sa capacité efficace à diffuser la lumière. Le dioxyde de titane a un indice de réfraction aussi élevé que 2,71, dépassant largement celui des autres pigments blancs (comme l'oxyde de zinc (1,97) et le sulfure de zinc (2,37)).

Lorsque la lumière frappe la surface des particules de dioxyde de titane, la différence d'indice de réfraction produit un fort effet de diffusion de la lumière, réfléchissant la lumière incidente vers la surface de l'encre, bloquant ainsi efficacement la couleur de base du substrat. En pratique, l'ajout de seulement 10%-15% de dioxyde de titane suffit pour obtenir une opacité idéale dans les encres.

Cependant, si de l'oxyde de zinc ou d'autres pigments alternatifs sont utilisés, plus de 25% sont nécessaires pour obtenir la même opacité. Cela augmente non seulement les coûts de production de l'encre, mais peut également entraîner une viscosité excessive de l'encre, affectant la fluidité de l'impression.

De plus, la taille des particules de dioxyde de titane peut être précisément contrôlée entre 0,2 et 0,3 μm (similaire à la longueur d'onde de la lumière visible). Cette plage de taille de particules maximise l'efficacité de la diffusion de la lumière, améliorant encore l'opacité, ce qui le rend particulièrement adapté à l'impression d'emballages (tels que les emballages alimentaires et les boîtes de cosmétiques) et à l'impression jet d'encre publicitaire où une couverture complète de la couleur de base est requise.

En ce qui concerne l'amélioration de la brillance, les propriétés de surface et la dispersibilité du dioxyde de titane jouent un rôle crucial. Le dioxyde de titane de haute qualité, après un traitement de revêtement de surface (tel qu'un revêtement de silicium ou d'aluminium), présente une amélioration de la douceur de la surface des particules et une compatibilité significativement accrue avec les résines d'encre (telles que les résines acryliques et polyuréthanes).

Cela permet une dispersion uniforme dans le système de résine, formant une couche de revêtement lisse et dense. Lorsque la lumière frappe la surface des matériaux imprimés, un revêtement lisse réduit la réflexion diffuse et augmente la réflexion spéculaire, donnant au matériau imprimé une brillance éclatante.

Des expériences comparatives montrent que l'encre blanche avec ajout de dioxyde de titane atteint un niveau de brillance de 70-85 unités de brillance (mesuré à un angle de 60°), tandis que l'encre blanche utilisant des pigments d'extension tels que le carbonate de calcium n'atteint qu'un niveau de brillance de 30-45 unités de brillance et est sujette à des problèmes tels qu'un revêtement rugueux et une pulvérisation.

De plus, le dioxyde de titane présente une excellente stabilité chimique, empêchant l'agglomération des particules pendant le stockage et l'impression de l'encre, maintenant la douceur du revêtement sur une longue période et assurant la stabilité de la brillance.

Comparé à d'autres pigments courants, le dioxyde de titane offre des avantages plus significatifs en termes de stabilité des couleurs de l'encre et d'amélioration de la qualité d'impression. Par exemple, le noir de carbone, couramment utilisé dans les encres noires, bien qu'il possède un fort pouvoir couvrant, a une gamme de couleurs limitée et est sujet à l'oxydation dans des conditions de haute température et d'humidité, entraînant la décoloration et la dégradation des matériaux imprimés.

Le dioxyde de titane peut être utilisé seul comme pigment blanc, ou il peut être combiné avec d'autres pigments colorés (tels que le rouge azoïque et le bleu phtalocyanine). En ajustant la quantité de dioxyde de titane ajoutée, la luminosité et la saturation de l'encre peuvent être contrôlées. Son inertie chimique élevée bloque efficacement les facteurs environnementaux externes (tels que les rayons ultraviolets et l'oxygène) qui pourraient endommager les pigments colorés, prolongeant ainsi la durée de vie des couleurs des matériaux imprimés.

Les données expérimentales montrent que les encres colorées avec ajout de dioxyde de titane conservent plus de 85% de leur couleur après six mois d'exposition extérieure, tandis que les encres colorées sans dioxyde de titane ne conservent qu'environ 50%.

En ce qui concerne la qualité d'impression, le dioxyde de titane a également un impact positif sur la rhéologie et les propriétés de transfert des encres. La taille uniforme des particules et la bonne dispersibilité du dioxyde de titane réduisent la valeur seuil de l'encre, lui conférant une bonne fluidité et transférabilité pendant l'impression, réduisant les défauts d'impression tels que le colmatage des plaques et les bavures d'encre.

Par ailleurs, le dioxyde de titane présente une forte adhérence aux substrats (tels que le papier et le film plastique), formant une couche de revêtement robuste qui améliore la résistance à l'abrasion et aux rayures des matériaux imprimés. Comparées aux encres rouges utilisant des pigments rouges à base d'oxyde de fer, les encres rouges avec ajout de dioxyde de titane montrent une amélioration de 40% de la résistance à l'abrasion du revêtement (test d'abrasion Taber) et sont moins sujettes à la fissuration ou au pelage sous pliage, flexion et autres forces externes, améliorant considérablement la durabilité des matériaux imprimés.

En outre, le dioxyde de titane offre des avantages environnementaux, répondant aux exigences de l'industrie moderne des encres pour des faibles émissions de COV et l'absence de métaux lourds. Comparé aux pigments organiques contenant des métaux lourds tels que le plomb et le cadmium, le dioxyde de titane est non toxique et inodore, ne présentant aucun danger pour l'environnement ou la santé humaine lors de sa production et de son utilisation. Il est largement utilisé dans les encres d'emballage alimentaire, les encres d'impression pour jouets pour enfants et d'autres domaines nécessitant une sécurité élevée.

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