Spektrofotometry a colorimetry byly standardizovány, tak aby dosahovaly požadavků systému CIE. V tří impulzním colorimentru je měření odrazu prováděno pomocí tří oddělených barevných filtrů (červený, zelený, modrý). U spectrophonometru je důraz kladen na tři vlnové délky. Díky měření odrazu jakýmkoli přístrojem můžeme vypočítat tři hodnoty X, Y a Z. Na tomto principu byly vytvořeny další matematické modely k specifikaci barvy. Dnes je barvy nejčastěji vyjadřována pomocí CIELAB (L*, a*, b*) hodnot. V tomto systému L* definuje jasnost, a* udává červeno-zelenou hodnotu a b* žluto-modrou hodnotu.

Při kontrole kvality jasnost a odstín vyhodnocujeme z tablet vytlačených z pigmentu.

Dispergovatelnost

V následujícím článku je mnoho materiálu a příkladů z oblasti nátěrů, protože to je největší oblast použití titanové běloby. Také mnoho vlastností, jako jsou dispergovatelnost jsou mnohem jednodušeji a přímo změřitelné v oblasti nátěrových hmot, než například v aplikacích jako jsou papírenství a plasty.Všeobecně je lze ale použít téměř ve všech oblastech.

První krok v mnoha aplikacích je disperze. Uživatel obvykle míchá, tj. disperguje pigment v tekutém pojidle. Tato disperze se může nakonec rozpustit na tekutou formu, jako je vrstva barvy. Během disperze se částečky tohoto prášku od sebe oddělí. Tento proces může být rozdělen na tři rozlišné stupně, které jsou však úzce spojeny: navlhčení, oddělení částic a stabilizace. Všechny tři stupně jsou důležité, ačkoliv v mnoha případech se největší důraz klade na první dva.

Během prvního stupně, tekuté pojidlo, které může být smícháno z několika složek, vytlačí vzduch na povrch pigmentu. Čím nižší je viskozita a povrchové pnutí kapaliny, tím rychleji se toto uskuteční. Samozřejmě, že charakter povrchu pigmentu, zvláště anorganická a organická povrchová úprava, ovlivňuje stupeň smočení. Tohoto můžeme snadněji docílit použitím vhodného disperzantu.

Rozpad shluků může být proveden dvěma různými mechanismy: rozbitím, nebo třením. Pokud se oddělení uskuteční rozbitím, je výhodné, že viskozita dispergované směsi je nízká. Situace je opačná, pokud se disperze uskuteční třením.Je důležité, aby tření bylo laminární , protože vířivé tření způsobuje míchání a ne rozpad shluků. Ve většině disperzních zařízení se kombinuje rozbíjení s třením. Kdykoliv použijete odlišné zařízení, disperzní preparát musí být optimalizován.

Ideální disperze, ve které všechny krystaly pigmentu existují jako úplně samostatné částice, nelze dosáhnout. Disperze jsou více, či méně nestabilní. Různé síly nutí částice pigmentu lepit se k sobě, což znamená srážet se. Tomu můžeme zabránit přidáním určitých materiálů do disperze - pojivo, činidlo, …atd., které jsou vstřebány do povrchu částic pigmentu, tak že je udržují od sebe (prostorová překážka). Užitím vhodné disperzní metody je možné pigmentu dodat povrchové náboje stejné polarity, což způsobuje elektrostatické odpuzování. V systémech založených na základě rozpouštědla je prostorová překážka nejběžnější stabilizační mechanismus. Ve vodě-rozpustných systémech se více používá povrchových nábojů.

Pokud je systém (na základě rozpouštědla) stabilizován, takzvanému pigmentovému šoku zabráníme postupným přidáváním pojiva za silného míchání mezi jednotlivými přidáními. Poměr pigmentu a pojiva musí být dodržen během příslušných limitů. Ve vodou ředitelných systémech je důležité dbát postupu přidávání pigmentů a plniva, kde jsou důležité zejména spojovací vlastnosti pevné látky a kapaliny.

Sražený pigment rychle ukáže sedliny v barvě / nátěru, ale usazenina se snadno redisperguje. Srážení zlepšuje vlastnosti barvy v určité aplikaci, jako je tekutost a pružnost. I když má srážení některé pozitivní efekty, nevýhody jsou mnohem závažnější. Např., obvykle to snižuje odolnost vůči počasí (venkovním vlivům). Kryvost sražené barvy je mnohem horší a redukce barevného nádechu a lesku také je poškozena. Z těchto důvodů se provádějí opatření k zabránění srážení, nebo alespoň jeho redukce na minimum.
Velikost shluků a povrchové vlastnosti dispergovaného pigmentu mají významný vliv na snadnost přípravy disperze a také na to, jak kvalitní a stabilní disperze bude. Pigment obsahující velké a tvrdé shluky vyžaduje účinné mletí než je dosaženo dostatečně jemné a stálé disperze. V mnoha aplikacích může i malé množství neumletých částic způsobit pozorovatelný efekt. Tak malé procento jako je 0,01% (100ppm) z celkové hmotnosti pigmentu je dostatečně velké, aby způsobilo neuspokojivý vzezření na tenké vrstvě barvy, nátěru, inkoustu, nebo plastu. Povrchové vlastnosti částic pigmentu jsou rozhodujícím faktorem při dispergovatelnosti. Pigment nemůže být dispergován v kapalině, která odpuzuje jeho povrch. Výrobci pigmentů titanové běloby se museli tudíž dostat do situace, kdy museli vyvinout pigment, který by vyhovoval každé skupině spotřebitelů, právě k jejich účelu, vytvářet typy, které jsou ve své povrchové úpravě téměř šity na míru. Rozdíly v povrchových vlastnostech vycházející z rozdílných povrchových úprav vyžadují především, že příslušný, nejvýhodnější disperzní proces musí být vyvinut pro každý typ pigmentu, protože požadavky na navlhčení a pojivo se velmi liší. Bylo vypozorováno, že např. ve vodním prostředí, pigment, který má vysoké procento oxidu hliníku ve vnější vrstvě, má tendence absorbovat disperzant mnohem silněji, než pigment se silnějším oxidem křemičitým ve vnější vrstvě. Hliník obsahující pigment vyžaduje více disperzantu ve vodném prostředí, než ten, který obsahující více křemíku.
Při vyhodnocování výsledků se obvykle používá metoda grindometru (Hegmanův přístroj). V současné praxi, dobře dispergovaný systém s velikostí částic menší než 1-5 mm může být zkoumán pomocí testování lesku, redukce barevného nádechu, podtónu a kryvosti, protože tyto vlastnosti jsou měřítkem pro dobrou dispergaci. Navíc, pozorování založené na usazování poskytly informace o stupni disperze. Velmi řídké disperze mohou být studovány pomocí metody, založené na rozptylování světla. Rozdělování částic pigmentu, např. ve vrstvě barvy, nebo plastu je zkoumána elektronovými mikroskopy.

Kryvost, redukce odstínu barvy, podtón, lesk

Kryvost: Jednou z funkcí nátěru, je zakrýt podklad, který má být zakryt např. nejasnost nebo odchylka barvy. Často potřebujeme něco jako neprůhlednost / neprůsvitnost, která je možná třeba u papíru, nebo tenké vrstvy plastu - jinými slovy - maximální nepropustnost světla k zakrytí obsahů plastových tašek a možnost tisku po obou stranách nízko-gramážního papíru bez zastínění textu.

Krycí síla je hlavní vlastností pigmentů titanové běloby a zakládá se na vysokém indexu lomu světla - 2,7 pro rutil a 2,55 pro anatas

Optimalizovaná velikost krystalů, která záleží na kapacitě koncentrace pigmentu v dané aplikaci. Je to asi 220-230 nm pro nátěrové úrovně, asi 170-180 nm pro aplikace s nižší kapacitou koncentrace pigmentu, jako jsou výroba plastu a papíru.

Optimalizovaná velikost částic, která záleží na dané aplikaci. Např. typická, průměrná velikost částic pro víceúčelovou nátěrovou úroveň je cca 250-300 nm a pro speciální matné odstíny cca 350-400 nm.

Ostatní optické vlastnosti, jako je redukce odstínu barvy a lesklost nátěru úzce vyplívají z kryvosti. Následující vztahy mezi dobrými optickými vlastnostmi a velikostí krystalů / částic pigmentů TiO2 mohou být shrnuty:

· Kryvost , redukce odstínu barvy a podtón: 0,2-0,4 um
· Lesk: pokud je velikost částic větší než 0,5 um , lesklost nátěrů a inkoustů se zhorší.

Redukce odstínu je optická schopnost pigmentu zjasnit hlavně černou, nebo barevnou směs. Čím jasnější směs je, tím lepší je redukce odstínu TiO2.
Podtón znamená odstín / barvu jako např. šedá barva, nebo pojivo obsahující černou a bílou barvu. Je velice úzce spojený s velikostí částic pigmentu TiO2. Čím menší velikost částic je, tím modřejší je podtón a čím větší jsou částice, tím žlutější je podtón.

Lesk nátěru souvisí s intenzitou světla, které cítíme při odrazu dopadajícího světla z jeho povrchu. Čím intenzivnější je odrazové světlo, tím lesklejší je nátěr. Ostrost formovaného obrazu je také spjata s leskem. Povrchová nerovnost nátěru - jedna z funkcí částic pigmentu - ovlivňuje míru lesku. Čím větší jsou částice pigmentu TiO2, tím nižší je lesk vrchního nátěru.

Ačkoliv výše uvedené podmínky velikosti krystalů a částic jsou v produktu dosaženy, povrchové úpravy obou, organických i anorganických pigmentů TiO2 hrají důležitou roli v rozmístění částic do různých pryskyřic ovlivňováním rychlosti navlhčení. Tento aspekt dispergovatelnosti také přímo souvisí s optickými vlastnostmi nátěru .