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    什么是白色顏料?

    (l)白色與白色標(biāo)準(zhǔn)的概念   人眼視覺所感受(即看到)的白色，是由紅、橙、黃、綠、青、藍(lán)、紫不同的可見色光所組成。在不同的環(huán)境下，不同色光的強度有一定的差異，因此，人眼所感受的白色，也是千變?nèi)f化的。從事配色研究的專業(yè)人員都有共同的看法，白色是一種配色難度高而復(fù)雜的顏色。

     在光學(xué)原理上，大自然中并無“白色色光”的存在。白色僅是由人眼的視覺將對從紅到紫不同色光的感覺反映到人腦，從而形成“白色”的感覺。一般而言，普通人的視覺對光的波長感受范圍局限于400~700nm之間，亦即0.4~0.7之間。但專業(yè)的配色技術(shù)人員，視覺比普通人敏銳，往往可以感受到低于4O0nm的紫外光范圍。

    迄今為止，世界上公認(rèn)的標(biāo)準(zhǔn)白色物質(zhì)，是硫酸鋇（BaSO₄）晶體。與所有其他白色顏料相比，硫酸鋇晶體所反射的不同波長范圍色光，在反射光的能量上是一致的。因此，國際上將用硫酸鋇晶體所構(gòu)成的色板作為配色時的標(biāo)準(zhǔn)白色色板。

    (2)白色物質(zhì)“著色力”的原理及鈦白粉------二氧化鈦(TiO₂)廣泛地被用作白顏料的理由

①   著色力與“色散力”之間的關(guān)系及原理      世界上有許多白色物質(zhì)。這些物質(zhì)必須具有“著色力”才能被選作白顏料并用于工業(yè)。所謂的“著色力”，也可以稱為“遮蓋力”，實際上是對可見光的“色散”力。以圖2一9和圖2-10作最簡單的描述。

    根據(jù)上述示意圖可知，當(dāng)白色物質(zhì)的折射率與周圍介質(zhì)，例如

水、空氣、各類不同的塑膠原料、各種不同的載體樹脂等的折射率相差越大，人射之可見光在穿越該白色物質(zhì)后與原人射方向之偏離角度就越大，甚而造成射出之可見光完全偏離原人射方向，該物質(zhì)就顯示白色“著色力”。在工業(yè)上，可被選為白色顏料使用。射出光方向之改變，稱為“色散”。

    根據(jù)上述原理，對比下列白色物質(zhì)的折射率，即可知，哪一種物質(zhì)是最理想的聚乙烯(PE)用白色顏料。

    ②不同折射率白色物質(zhì)在聚乙烯中不同“著色力”的計算方法

 從上述折射率對比可知，金紅石型鈦白粉與聚乙烯的折射率差異最大，相差值為2.75-1.48=1.27。因此，金紅石型鈦白粉在聚乙烯中有最高的色散力。因此，有最高的“著色力”，亦稱遮蓋力。

    硫酸鋇或碳酸鈣在加人聚乙烯后，由于兩者與聚乙烯折射率的差值分別為0.15及0.19，穿越硫酸鋇或碳酸鈣晶體的可見光射出方向與射入方向幾乎一致，因此，硫酸鋇及碳酸鈣在加人聚乙烯后，均不顯示著色力，即顯示接近透明的結(jié)果。上述原理說明，硫酸鋇及碳酸鈣兩者均不能作為白顏料用于聚乙烯的著色。由此可知，在鈦白粉中摻人碳酸鈣，并不能提高所制造的白母粒著色力。白母粒的著色力，完全由鈦白粉含量及分散度所決定。

③用透射光源顯微鏡觀察不同白色物質(zhì)在可見光穿越時所顯示的不同透光度(圖2-11~圖2一13)

上述透射光顯微圖顯示，在透射光源下，硫酸鋇、碳酸鈣均呈透明狀晶體，但鈦白粉是完全不透明的晶體，呈黑色點狀。因此，鈦白粉對可見光有最高的色散力，即著色力。

   （3）不同品種鈦白粉的不同著色力、色調(diào)概念及白母粒制造過程中的特殊色相調(diào)校技術(shù)以獲得純正白色色光的效果。

    工業(yè)上作為白色顏料使用的鈦白粉，根據(jù)二氧化鈦的晶體結(jié)構(gòu)，分為金紅石型(R)與銳鈦礦型(A)兩種。金紅石型鈦白粉的晶體結(jié)構(gòu)為棱形，折射率為2.75。銳鈦礦型鈦白粉的晶體結(jié)構(gòu)為錐形，折射率為2.55。從上述的折射率對比可知，金紅石型鈦白粉具有較高的折射率，因此，也具有較高的著色力。如果以金紅石型鈦白粉的著色力為100%作為基準(zhǔn)，實驗數(shù)據(jù)顯示，銳鈦礦型鈦白粉的著色力僅為83%。由于金紅石型鈦白粉具有較高的著色力，因此.在作為塑料著色劑使用時，具有較低的相對加人量，使著色成本得到降低。圖2-14為美國科羅拉多大學(xué)(Colorado University)所發(fā)表的金紅石型鈦白粉與銳鈦礦型鈦白粉的不同結(jié)晶結(jié)構(gòu)。

    在白色色光的“色相”方面，由于金紅石型鈦白粉在紫光區(qū)域內(nèi)的反射率比較低，因此，金紅石型鈦白粉有“偏黃”色調(diào)。相對而言，銳鈦礦型鈦白粉，由于在紫光一紫外光區(qū)域內(nèi)的反射率比較

高，因此，銳鈦礦型鈦白粉具有較純正的白色色光。

    金紅石型鈦白粉有“偏黃”色調(diào)對許多白母料用戶來說是不受歡迎的，因為偏黃底色會使被著色產(chǎn)品給人以“陳舊”的感覺。尤其對各類用于精細(xì)印刷的高品質(zhì)包裝膜材來說，偏黃底色將使精細(xì)印刷圖像的鮮艷度、層次感下降。

    許多母料生產(chǎn)廠在白母料制造過程中加人藍(lán)色顏料進行調(diào)色，希望以藍(lán)色顏料的加入，以補救金紅石型鈦白色的偏黃底色問題。最常用的藍(lán)色顏料如群青。但是大量的生產(chǎn)實際證實，單純依靠加入藍(lán)色顏料，并不能對金紅石型鈦白粉所顯示的偏黃色調(diào)作有效色相調(diào)校。許多母料生產(chǎn)廠所生產(chǎn)的白母料，即使藍(lán)色顏料己加人到過量的程度，白母料或被著色產(chǎn)品已顯示“偏藍(lán)”色光，但仔細(xì)看，金紅石型鈦白粉的偏黃底色依然存在。如何消除金紅石型鈦白粉的偏黃底色，幾十年來，在國際上困惑了大量的色母制造廠。