Titandioxid är ett av de nyaste "naturliga"
pigmentet på marknaden om man ser det i ett
historiskt perspektiv.
Eftersom zinkvitt till skillnad från blyvitt
hade en mycket dålig täckförmåga,
och då tjocka lager zinkvittfärg gärna
krakelerade utomhus, kunde man inte enbart använda
sig av det när man skulle göra vita färger
utan var tvungen att hitta ett kompletterande pigment.
Redan 1870 gjordes försök att använda
titan som täckande vitt pigment, men försöken
misslyckades p.g.a. undermåliga reningsmetoder.
Titandioxiden tillverkas av olika titan-kristalina
modifikationer: anatas, rutil och brookit. Kristallerna
förekommer rikligt i håligheter i eruptiva
och metamorfa bergarter och kan variera från
rött till brunt eller metalliskt blåsvart.
Samtliga former är vanligt förekommande
i bergsmassiv över hela jorden som t.ex. alperna.
|
|
Den förste som omnämner titanmalm är
engelsmannen William Gregor 1791, men namnet titanium
döptes det till av den tyske kemisten Klaproth
1795.
De första som lyckades var två norrmän,
P. Farup och G. Jebsen, som 1908 genom att kemiskt bearbeta
den på Norges västkust vanligt förekommande
bergarten ilmenit (titanjärnoxid), som är
en förening av titan/järn, lyckades experimentera
fram användbar titandioxid. Nästan samtidigt
lyckades två amerikanska forskare, Rossi och Barton,
utveckla en nästan identisk process utan att man
haft något medvetet samarbete. |
Genom att bearbeta ilmeniten med svavelsyra, kokning och
glödgning får man fram ett vitt pulver som ligger
till grund för de olika titandioxidsorterna.
Eftersom titandioxid inte påverkar oljans torkegenskaper,
såldes från början titandioxiden endast
som färdigblandad 25%-ig pasta, där övriga
beståndsdelar (förutom olja) bestod av zinkvitt
och bariumsulfat (tungspat). Denna pasta började säljas
efter första världskrigets slut 1918 och gick
under namnet Titanvitt-pasta. Den första formen av
titandioxid som man tog fram var anatas. Den hade den för-/nackdelen
att den påskyndade nedbrytningen av oljefärgsfilmer
utomhus vid UV-bestrålning, och färgytan kritade
därför snabbt ned vilket gjorde att det behövde
målas om snabbare.
Fördelen med detta var att man fick "renare"
fasader, men samtidigt kunde det "rinna" vitt
pigment ned över t.ex. stengrunden, vilket inte var
acceptabelt. Vid kulörblandningar där titanvitten
ingick, påverkade den även färgsättningen
så att kulören "blektes ut" snabbare.
Från 1938 har man använt en rutil form och genom
att upphetta titanen till 1.000°C och låta den
passera genom en luftström i en kollergång, vilket
gör att syremolekyler fäster på pigmentet
(TiO2) och gör det reaktivt.
Detta innebär att man får ett vitt pigment som
inte kritar, utan binder med andra pigment. Förutom
bindningsförmågan ger de olika vita toner. Den
anatasa formen ger en vit kulör som går i blåstick,
medan den rutila formen ger en varmgul ton.
Den rutila formen säljs nästan helt ren i pulverform,
men finns i många olika kvalitéer beroende
på tillverkningsmetod, ändamål och tillverkare.
|
När man arbetar med linoljebaserade
färger måste man komma ihåg att titandioxiden
inte påverkar oljans torkegenskaper, och därför
alltid räkna med att en viss minimimängd zinkvitt
även måste ingå. På senare år
har nedsmutsning av jorden blivit ett stort problem
i allmänhet och av ytterfasader i synnerhet.
I samband med detta har vi gjort prov med olika titandioxider
i färdigfärg, och kunnat konstatera att man
får en avsevärd skillnad i nedsmutsningsgrad
beroende på vilken titandioxid man använder.
I samtliga prov har använts rutil titandioxid.
Nedsmutsningsgraden har varit från nästan
helt smutssvart till obetydligt smutsad. Ett referensprov
med zinkvittfärg var helt osmutsat. I inget av
fallen var det svårt att avlägsna smutsskiktet
med konventionella fasadtvättmedel.
|
I skrivande stund har vi ingen förklaring till skillnaderna,
men misstänker att pigmenten kan ha olika laddning
som gör att färgen smutsas olika. Vi hoppas att
vi här skall kunna bidra med framtida forskning i ämnet.
Titandioxid är idag det mest använda pigmentet
i världen, och har den utan konkurrens största
volymen av alla pigment. Det sägs att 1/8 av alla pigment
som används är titandioxid.
Förutom som täckande pigment i olika målarfärger
och lacker, används det även till färgning
av papper, plast, tyger, emalj, kosmetika, tandkräm,
chocklad, konfektyr samt även till kondensatorer, konstgjorda
ädelstenar och som hölje på svetselektroder.
|