コーティングに使用される高品質の白色顔料である二酸化チタンの白色度は、その品質を示す重要な指標の一つです。乾燥粉末の白色度は、コーティング、プラスチック、製紙、インクなど、多くの産業分野において、製品の外観と市場競争力に直接影響を与えます。
二酸化チタン乾燥粉末の白さの定義
白さ 二酸化チタン 乾燥粉末とは、粉末表面に形成された反射性の白色度を指します。これは、特定の処理を経た後の粉末です。この白色度は、白色度計または分光光度計を用いて測定されます。白色度は、色相と明度の両方を包含する概念であり、物体の光の反射および散乱能力を反映しています。二酸化チタンは、その独特の物理的および化学的特性により、様々な可視光の波長を均一に反射し、高い白色度を実現します。
二酸化チタン乾燥粉末の白色度を測定する方法
二酸化チタン乾燥粉末の白色度を測定する主な方法は、乾式法と湿式法の2つです。乾式法では、二酸化チタン粉末を鏡のようなケーキ状に圧縮し、白色度計または分光光度計で反射率を測定します。湿式法では、二酸化チタンを適切な溶媒に分散させて一定濃度のスラリーを作製し、白色度を測定します。実際には、より正確な結果を得るために、両方の方法を併用することがよくあります。
乾式測定手順
1 サンプルの準備二酸化チタンサンプルの表面が滑らかで乾燥しており、目立った汚染や欠陥がないことを確認します。
2 錠剤成形工程: 錠剤プレスを使用して、二酸化チタンサンプルを鏡のような粉末ケーキに成形します。
3 機器設定: 光源の形状や視野角など、適切な測定条件に合わせて白色度計または分光光度計を調整します。
4 機器の校正: 測定結果の精度と一貫性を確保するためにデバイスをキャリブレーションします。
5 サンプル測定: 圧縮粉末ケーキを機器に入れて、反射率と輝度を測定します。
6 結果分析：測定データに基づいて二酸化チタンの白色度値を算出し、結果を分析します。
二酸化チタン乾燥粉末の白さに影響を与える主な要因
不純物不純物は二酸化チタンの白色度に影響を与える重要な要素の一つであり、特にルチル型二酸化チタンは不純物に対して非常に敏感です。鉄、マンガン、クロム、銅、その他の非鉄金属酸化物などの微量の不純物でさえ、その白色度に顕著な影響を与える可能性があります。中でも鉄含有量は特に重要で、鉄含有量が増加すると白色度は著しく低下します。そのため、二酸化チタンの製造、特に硫酸法では、製品から不純物を除去して白色度を向上させることに重点が置かれています。
粒子サイズと粒子サイズ分布
粒子サイズとその分布も、二酸化チタンの白色度に影響を与える重要な要素です。二酸化チタン粒子が小さいほど表面積が大きくなり、光の反射・散乱能力が向上し、白色度が向上します。関連試験によると、SEM粒子サイズが220～240nmで、150～350nm領域の粒子の割合が75%を超えるサンプルは、白色度が向上する傾向があります。したがって、製造工程において粒子サイズとその分布を制御することは、二酸化チタンの白色度を最適化するために不可欠です。
粒子の形状
粒子形状とは、二酸化チタン粒子の存在形態を指し、一般的には球状、棒状、層状に分類されます。球状粒子は表面積が最も大きく、光の反射・散乱特性が最も優れているため、白色度が向上します。しかし、コーティングや製造時の気相粉末などの要因により、棒状や層状の粒子が形成される場合もあります。これらの形状は白色度への影響は比較的小さいものの、特定の用途では考慮する必要があります。
チタン含有量
チタン含有量とは、サンプル中に含まれる二酸化チタンの総量を指します。顔料グレードの二酸化チタンの場合、含有量は通常90%を超え、92%から98%の範囲です。残りの物質は主にコーティング剤と微量不純物です。二酸化チタン含有量が増加すると、白色度も増加します。したがって、チタン含有量を増やすことは、二酸化チタンの白色度を向上させる効果的な方法です。
生産添加剤
製造工程で使用される添加剤（濾過助剤や潤滑剤など）も、二酸化チタンの白色度に影響を与える可能性があります。添加剤の中には、高温で炭化する長鎖有機化合物を含むものがあり、その結果、二酸化チタンが鈍く見えたり、赤褐色になったりすることがあります。そのため、白色度への影響を最小限に抑えるには、添加剤を慎重に選定する必要があります。
結論
二酸化チタン乾燥粉末の白色度は、その品質を示す重要な指標です。白色度は、不純物、粒子サイズと粒子分布、粒子形状、チタン含有量、製造添加剤など、様々な要因の影響を受けます。二酸化チタンの白色度は、製造プロセスの最適化、不純物レベルの管理、粒子サイズと粒子分布の調整、適切な添加剤の選択など、様々な方法で効果的に高めることができます。
