色度检测法在钛白粉颜色测量中的应用

色度检测法在钛白粉颜色测量中的应用

杨庆清

南京钛白化工有限责任公司 江苏南京210000

【摘要】钛白粉在涂料、塑料、造纸等行业中大多作为重要原材料，其色彩表现卓越，被誉为现今全球最佳的白色颜料。颜色作为钛白粉一项关键的评价因素，钛白粉的白度、色彩偏差、光泽强弱、反射效果以及基础色调等特点，对于涂料、塑料和纸张的色彩品质有着决定性的影响。所以，设置精确的钛白粉测试手段，全面考察钛白粉的色泽属性，对于制造钛白粉具有重要的引领作用，同时也是向消费者提供稳健、实用、高品质的商品的保障。通常来说，钛白粉的主要颜色属性包括“纯度、散射强度、着色力”等参数。

【关键词】色度检测法；钛白粉；颜色测量

0.引言

钛白粉的颜色对其品质和应用效果有着重要影响。传统的颜色测量方法主要依靠人眼视觉感知，存在着测量不准确、操作繁琐等问题。随着科学技术的发展，色度检测法作为一种新的颜色测量方法，逐渐应用于钛白粉颜色测量中。本文旨在研究色度检测法在钛白粉颜色测量中的应用，为钛白粉的生产和应用提供有效的技术支持。

1.概述

1.1白度

在色彩的领域中，经常会碰见的就是纯白色和接近纯白色。“纯”的特点就是光的反射比例（明度）高，色彩饱和度（彩度）较低。通过直观的观察来评估被反射的物品“显得更加纯净”的程度，这个概念通常被称作“纯度”。像所有的颜色一样，白度也代表了三维空间的数值。大部分具有良好视觉感知能力的人能够把某个特定区域的光反射比例、色彩饱和度和主要光谱的差异性，根据白度水平划分为单维的白度序列，这就能够对“白度”做出定性的判断，用于描述“白度”的程度。以颜色感知的视点来看，高级颜色理论与白度的判断和测定密切相连。尽管各个制造行业对于白度的判断以及公式的运用存在差异，依旧能够在稳定性和精确性上，找到比较一致的白度规范。被称为最佳的标准白板的实质就是其在所有波长下的辐射均为无阻碍的全透明，也就是说，这种物质的反射率在所有的波长中均为1。然而，纯粹的白色物质极少见，因此，现行的标准白板只能选择反射率接近1的一些化学物质作为参考，通过这种方式来对比被测物质，从而获取其白度。白度值的增加意味着白色的程度也随之增加，也就是说，物体的反射系数会增加，而完全反射的漫射体的白度将达到100。根据这个理论，钛白粉通过颜色的对比，提供了白度数值，以此来反映其纯净的程度。

1.2散射力、着色底相

所谓的散射力，其实就是某种物质在特定环境下对外界光线的反射程度。这种反射程度是影响白色颜料的主要物理属性，同时也构建了白色颜料的关键光学特征——消除色差和覆盖度。而其着色基础，也被叫做灰色调，或者说基础色彩。对于钛白粉的基本色彩，它的基本色调是由二氧化钛颜料的平均颗粒尺寸和它们的散射性质所决定的，这种差异非常突出。当颗粒尺寸达到0.2um时，对短波蓝光（400nm）有较强的散射效果，使得基本色彩带有微弱的蓝色；而当颗粒尺寸降至0.4um时，对长波红光（约700nm）的散射效果更佳。在基础颜色中，呈现出一种稍显的红色。鉴于二氧化钛在整个可见光谱中的散射能力极强，通常无法直接观察到其存在。然而，如果使用炭黑作为颜料，能够减少其对整个光谱的散射，使得二氧化钛的颜色基础能够明显地显示。颜色偏离导致的色彩偏差，在进行颜料配比的过程中往往无法得到矫正。

1.3着色力（消色力）

颜料的着色力是一个关键的特性指标，其定义为颜料添加到展色剂中后，能够改变展色剂颜色的能力。有时候，为了区分白色颜料和着色颜料，通常会把着色颜料的着色能力称为着色力，而把白色颜料的着色能力称为消色力。着色力是通过与标准样品进行比较，以百分比来表示。在国际商业领域，雷诺值也常被用来表示着色力。雷诺值的计算方法是将炭黑或群青与油混合到等量的标准样品和试样中，直到两者的亮度相同，然后根据试样中添加的着色剂的数量，在已经标定的指数表中读取相应的数值。当使用二氧化钛来搭配有色涂层，其中具备更强的消色效应的二氧化钛使用的比例相对较低。由于二氧化钛属于一种纯净的白色物质，光的吸收程度极低，并且并未发挥出其应有的影响，所以，钛白粉的消色效应的强弱，主要由其对可见光的分离效率来决定，分离效率越强，消色效应就越强。所以，这个特征与其他颜色有所区别，其颜色是由吸收系数和散射系数组成的，而颜色消除只是由散射系数组成。二氧化钛的粒径、粒径分布以及分布情况都会对其颜色消除产生重要的影响。

2.色度检测法的原理

色度测试法是一种依据光学原理的颜色评估手段，通过观察物体对光的吸收、反射和透射等属性，从而判断物品的颜色。该方法主要涵盖三个关键因素：色调、饱和度以及亮度。色调代表的是颜色的种类，例如红色、蓝色；饱和度则代表了颜色的纯净度，例如鲜艳或者暗淡；亮度则代表了颜色的亮暗程度，例如明亮或者暗淡。通过对各项参数的计算，色度检测法能够揭示并对比各种颜色的差异。

3.色度检测仪器的使用方法

色度检测仪器是用来测量样品的反射光谱，计算出色度参数的设备。常用的色度检测仪器有分光光度计、色差仪和色度计等。分光光度计是一种用来测量样品的光谱分布的仪器，通过测量样品的反射光谱，可以得到样品的光谱数据。色差仪是一种用来测量样品与标准样品之间的颜色差异的仪器，通过比较样品的反射光谱和标准样品的反射光谱，可以计算出色差参数。色度计是一种用来测量样品的色度坐标的仪器，通过测量样品的反射光谱，可以计算出样品的色度坐标。使用色度检测仪器时，需要将样品放置在测量台上，调整仪器的参数，进行测量操作，最后得到样品的色度参数。

4.色度检测法在钛白粉颜色测量中的应用

4.1色度检测法的应用优势

相比传统的颜色测量方法，色度检测法具有以下优势：

（1）准确性高：色度检测法通过精确测量物体对光的吸收、反射和透射等特性，能够准确地测量物体的颜色，避免了人眼视觉感知的主观性和误差。

（2）快速性高：采用自动化仪器设备进行测量，操作简便快捷，大大提高了测量效率。

（3）可靠性高：色度检测法具有较高的重复性和稳定性，能够保证测量结果的可靠性和一致性。

（4）适用性广：色度检测法适用于不同材料和颜色的测量，具有较强的通用性和适应性。

4.2色度检测法在钛白粉颜色测量中的具体应用

钛白粉的颜色测量是评价其品质和应用效果的重要指标之一。传统的颜色测量方法主要依靠人眼视觉感知，存在着测量不准确、操作繁琐等问题。色度检测法作为一种新的颜色测量方法，能够有效地解决这些问题，并提供更准确、快速的测量结果。

在钛白粉颜色测量中，色度检测法主要通过光谱分析仪进行测量。光谱分析仪能够测量物体对不同波长光的吸收和反射情况，从而得到物体的光谱分布。通过对钛白粉样品的光谱分布进行分析，可以得到其色调、饱和度和亮度等参数的数值。

色度检测法在钛白粉颜色测量中的应用主要包括以下几个方面：

（1）颜色比较：通过测量不同批次或不同品牌的钛白粉样品的颜色，可以比较样品之间的差异，评估其品质和应用效果。

（2）颜色调整：通过测量钛白粉样品的颜色，可以调整其配方和生产工艺，以达到所需的颜色效果。

（3）颜色稳定性评估：测量钛白粉样品在不同环境条件下的颜色变化情况，可以评估其颜色稳定性和耐候性。

（4）颜色匹配：测量钛白粉样品与标准样品的颜色，可以进行颜色匹配，以满足客户的需求。

5.结语

色度检测法是一种准确、稳定、快速、适用性广的颜色测量方法，在钛白粉颜色测量中具有重要应用价值。通过测量样品的反射光谱，计算出色度参数，可以准确描述钛白粉的颜色特征，为钛白粉的生产和应用提供科学依据。然而，色度检测法在钛白粉颜色测量中存在一些局限性，需要注意样品制备、测量环境、仪器维护和色度参数选择等方面的问题。未来的研究可以进一步改进色度检测法的技术和方法，提高钛白粉颜色测量的准确性和稳定性，推动钛白粉颜色测量技术的发展和应用。

【参考文献】

[1]王振英,刘勇,许君,等.色度检测法在钛白粉颜色测量中的应用[C].//2016全国钛白粉行业年会论文集.2016:219-223.

[2]颜色测量:色度检测法[J].印刷质量与标准化,2005(7):29-31.

[3]刘华，胡文启钛白粉的生产和应用科学技术出版社，I992(8)1—5