Der Begriff „optische Eigenschaften“ umfasst eine Reihe unterschiedlicher Pigmentmerkmale wie: Streuvermögen, Weiße, Aufhellvermögen, Schattenwirkung oder Deckkraft, häufig ergänzt durch
Eigenschaften pigmentierter Beschichtungen: Glanz oder Glanzschleier (Glanzindikator ’Reinheit’).
Fast alle Merkmale sind abhängig von der kristallographischen Struktur, chemischen Zusammensetzung (Art der Oberflächenbehandlung und vorhandene Verunreinigungen), Partikelgrößenverteilung und Pigmentdispergierbarkeit. Unter den Pigmenten und Füllstoffen zeichnet sich Titandioxid durch den höchsten Brechungsindex aus und somit durch das höchste Vermögen zur Streuung von Licht. Dies ermöglicht, das pigmentierte Produkt nahezu ideal weiß und undurchsichtig zu gestalten. Dank dieser einzigartigen optischen Eigenschaften trägt Titandioxid den Namen ’bestes Weißpigment“. In vielen Fällen ist Titandioxid das einzige Pigment, das eine adäquate Farbe und Undurchsichtigkeit des Produkts ermöglicht.
Titandioxid reflektiert Licht mit nahezu gleichmäßig hoher Effizienz über das gesamte Spektrum sichtbaren Lichts (und strahlt somit eine hohe Weiße aus). Lediglich im violetten Bereich des Spektrums zeigt es eine leichte Absorption (die bei Rutilpigmenten stärker ist).
Dies führt zu einem Gelbstich, der mit dem Verunreinigungsgrad in einem Pigment tiefer wird.
Während die Weiße stark von der Pigmentreinheit abhängt, ist für das Streu- oder Aufhellvermögen vor allem die Partikelgrößenverteilung des Pigments entscheidend (eine Messung des Aufhellvermögens und Untertons ist das am häufigsten eingesetzte indirekte Verfahren zur Ermittlung der Partikelgrößenverteilung des Pigments).
Die Partikelgrößenverteilung des Pigments ist auch von erheblichem Einfluss auf den Glanz und Glanzschleier von Beschichtungen. Mit abnehmender Pigmentpartikelgröße nimmt der Glanz zu und, gleichzeitig, nimmt der Glanzschleier ab, was zu einer Verbesserung des Erscheinungsbildes der Beschichtung führt.
Aus den genannten Gründen spielt eine geeignete Durchführung des Dispersionsverfahrens der Pigmente eine äußerst entscheidende Rolle, da dieses Verfahren zu einer Zerteilung der Agglomerate in Primärpartikel führt und zu ihrer homogenen Verteilung im pigmentierten System. Mitunter wird dieser Prozess von den Empfängern des Pigments nicht in hinreichend effizienter Weise durchgeführt. Das Verfahren ermöglicht dann nicht eine volle Entwicklung der potentiellen Pigmenteigenschaften und somit eine maximale Effizienz in einer gegebenen Anwendung.
Bei der Auswahl einer Pigmentklasse sollte auch die Art des pigmentierten Systems berücksichtigt werden, z. B. Art des Bindemittels, Pigmentvolumenkonzentration und Füllmittel, Verfahren zur Vorbereitung der Beschichtung und seine Anwendung. Zahlreiche Tests zeigen, dass in Beschichtungen mit einer Pigmentvolumenkonzentration (PVK) unter einer kritischen Konzentration (zumeist mit hohen Glanz) die besten Ergebnisse mit Pigmenten mit feineren Partikeln erzielt werden, während in Beschichtungen mit einer PVK über der kritischen Konzentration (zumeist matt), tief oberflächenbehandelte Pigmente mit größeren Partikeln besser sind.
Zurückzuführen ist dies auf die leicht unterschiedliche Lichtstreuung in den beiden Systemen. Im ersten Fall wird das Licht durch homogen verteilte, von Bindemittel umgebene Pigmentpartikel gestreut, im zweiten Fall durch Pigmentpartikel und Füllstoffe, oft im gegenseitigen Kontakt, die nur teilweise von Bindemittel umgeben sind. Der zweite Fall der Lichtstreuung wird auch als
„trockene Beschichtung“ („dry coating“) bezeichnet. Aufgrund u. a. der dargestellten Unterschiede bringt die Suche nach einer „universellen“ Marke von Titandioxid nicht völlig die erwarteten Ergebnisse.