Effektpigment

Effektpigmente sind Pigmente, die dem System, in dem sie eingebettet sind, zusätzliche Eigenschaften wie winkelabhängige Farbton- oder Glanzänderungen (Flop-Effekt) oder Textur verleihen. Da nahezu alle Effektpigmente einen Einfluss auf den Glanz des Systems haben, ist der Begriff Glanzpigment ebenso gebräuchlich, wobei Glanzpigmente streng genommen für vorwiegend plättchenförmige Effektpigmente definiert sind.[1]

Goldtinte auf einem Finger

Geschichte

Während Metalleffektpigmente, anfangs aus Gold, später aus Messing, bereits im vierten bis dritten Jahrhundert vor Christus bekannt waren, begann die Entwicklung von Perlglanzpigmenten erst in der Mitte des 17. Jahrhunderts. Erst mit der Aufklärung der Wirkungsweise um 1920 konnten diese synthetisiert werden. In den Jahren 1963 und 1964 wurden die ersten Patente zur Herstellung von Interferenzpigmenten eingereicht. In den Jahren ab 1990 vollzog sich eine sehr schnelle Entwicklung mehrerer neuer Klassen von Interferenzpigmenten, auf Basis von Flüssigkristallpolymeren (LCD-Pigmente), synthetischem Glimmer, Aluminiumoxid und Siliciumdioxid und Borosilikat.[2][3]

Einteilung

Lack mit Metalleffektpigment

Lack mit Interferenzpigment

Einteilung nach Zusammensetzung

Effektpigmente werden in Metalleffektpigmente und spezielle Effektpigmente eingeteilt. Während erstere Gruppe relativ scharf abgegrenzt ist, sind die Grenzen innerhalb der speziellen Effektpigmente weniger ausgeprägt.[1]

Metalleffektpigmente sind Glanzpigmente aus Metall, deren Plättchen sich in der Anwendung parallel orientieren und einen durch Reflexion des Lichts an den Metallplättchen erzeugten, metallähnlichen Effekt zeigen. Wichtige Metalleffektpigmente sind Aluminium-, Messing- und Kupferplättchen.[1][4]

Da Perlglanzpigmente und Interferenzpigmente insbesondere bei neueren Pigmentklassen nicht scharf abgegrenzt werden können, werden diese Gruppe unter dem Begriff spezielle Effektpigmente zusammengefasst. Perlglanzpigmente sind Effektpigmente, die aus transparenten Plättchen mit hohem Brechungsindex bestehen. Sie erzeugen durch Mehrfachreflexion einen perlenähnlichen Effekt. Interferenzpigmente sind Effektpigmente, deren farbgebende Wirkung ganz oder vorwiegend auf Interferenz beruht. Interferenzpigmente können auf transparenten oder nichttransparenten Plättchen basieren. Die weiteste Verbreitung in der Industrie haben metalloxidbeschichtete Glimmerpigmente, die je nach Art und Dicke der Beschichtung zu den Perlglanz- oder zu den Interferenzpigmenten gehören können. Kommerziell erhältliche Perlglanzpigmente sind Fischsilber, basisches Bleicarbonat, Bismutoxidchlorid und plättchenförmiges Eisenoxidrot. Die wichtigsten Interferenzpigmente sind plättchenförmiges Titandioxid, plättchenförmige organische Pigmente, Metalloxid-Glimmerpigmente, Aluminiumoxid-Flakes, Borosilikat-Flakes, Siliciumdioxid-Flakes, metalloxidbeschichtete Metallplättchen, Multischichtpigmente (Fabry-Perot-Struktur), Flüssigkristallpigmente und strukturierte Effektpigmente.[1]

Einteilung nach Erscheinungsbild

Die anwendungstechnische Einteilung bezieht sich auf das Erscheinungsbild der Pigmente. Dazu werden Farbeindruck und Transparenz herangezogen. Deckende Effektpigmente können schwarz, silber, bunt oder goniochromatisch (winkelabhängiger Farbeindruck) sein. Bei halbtransparenten und transparenten Effektpigmenten existieren keine Schwarzpigmente.[5]


Farbeindruck	Deckende Pigmente	Semitransparente Pigmente	Transparente Pigmente
Schwarz	Graphit Molybdänsulfid Glimmer/Fe₃O₄	-	-
Silber	Metalleffektpigmente	Glimmer/FeTiO₃	Glimmer/TiO₂ BiOCl
Bunt	Einfach beschichtete Aluminiumplättchen	Glimmer/Fe₂O₃ Al₂O₃/Fe₂O₃ plättchenförmiges Fe₂O₃ Mica/TiO₂	Glimmer/TiO₂
Winkelabhängige Farbe	Mehrfach beschichtete Aluminiumplättchen	Glimmer/TiO₂/org. Pigment Glimmer/Fe₂O₃ Fe₂O₃/SiO₂/Fe₂O₃ SiO₂/Fe₂O₃ Polyesterfilmzuschnitte	Flüssigkristallpigmente SiO₂/TiO₂

Eigenschaften

Optische Wirkung eines Metalleffektpigments

Optische Wirkung eines Interferenzpigments

Effektpigmente sind im Gegensatz zu klassischen Pigmenten plättchenförmig. Die Wirkung beruht nicht wie bei jenen üblich auf Streuung und Absorption, sondern auf gerichteter Reflexion und Interferenz. Während die Wirkung von Metalleffektpigmenten ausschließlich auf gerichteter Reflexion beruht, sind die Wirkungsweisen im Bereich der Perlglanz- und Interferenzpigmente unterschiedlich. Interferenzpigmente werden dadurch abgegrenzt, dass ihre Wirkung vorwiegend oder ganz auf Interferenz beruht.

Allen Effektpigmenten ist gemeinsam, dass der optische Eindruck winkelabhängig ist. Die koloristische Bewertung ist daher unter mehreren Betrachtungswinkeln durchzuführen. Beim visuellen Vergleich wird dies durch Abkippen der zu vergleichenden Proben auf einfache Art und Weise durchgeführt. Für die farbmetrische Beurteilung reichen herkömmliche Farbmessgeräte nicht aus, da diese nur unter einem Winkel messen können. Farbmessgeräte zur Beurteilung von Effektpigmenten sind in der Lage, die Farbe unter bis zu 10 Winkeln zu bestimmen.

Der Durchmesser der Plättchen beträgt je nach Type etwa 5 bis 100 µm. Die Dicke der einzelnen Plättchen beträgt weniger als 1 µm. Die Plättchen können dabei aus einer oder mehreren Schichten bestehen. Das Trägermaterial ist dabei kristallin (beispielsweise Glimmer) oder amorph (Glas- oder Siliciumdixoxid-Plättchen). Zur Erzielung eines guten Effektbildes müssen die Teilchen eine möglichst glatte Oberfläche besitzen und sich in der jeweiligen Anwendung ausrichten.

Literatur

G. Pfaff: Spezielle Effektpigmente. 2. Auflage. Vincentz Network, Hannover 2007, ISBN 978-3-86630-895-4.
Egbert Buhr, Alfred Schirmacher, Andreas Höpe: Effektpigmente: Eine Herausforderung für die optische Messtechnik, PTB-Mitteilungen 125 (2015), Heft 4

Weblinks

Commons: Effect pigments – Sammlung von Bildern, Videos und Audiodateien

Einzelnachweise

G. Pfaff: Spezielle Effektpigmente. 2. Auflage. Vincentz Network, Hannover 2007, ISBN 978-3-86630-895-4, S. 16 ff.
H. Kittel, J. Spille: Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen. 2. Auflage. Band V: Pigmente, Füllstoffe und Farbmetrik. Hirzel, Stuttgart 2003, ISBN 3-7776-1015-1, S. 130 ff.
G. Pfaff: Spezielle Effektpigmente. 2. Auflage. Vincentz Network, Hannover 2007, ISBN 978-3-86630-895-4, S. 15.
H. Römpp: Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben. Thieme, Stuttgart 1998, ISBN 3-13-776001-1.
Raimund Schmid: Identification of effect pigment for color matching. BASF Aktiengesellschaft, Ludwigshafen (englisch).

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[SE2-1] G. Pfaff: Spezielle Effektpigmente. 2. Auflage. Vincentz Network, Hannover 2007, ISBN 978-3-86630-895-4, S. 16 ff.

[2] H. Kittel, J. Spille: Lehrbuch der Lacke und Beschichtungen. 2. Auflage. Band V: Pigmente, Füllstoffe und Farbmetrik. Hirzel, Stuttgart 2003, ISBN 3-7776-1015-1, S. 130 ff.

[3] G. Pfaff: Spezielle Effektpigmente. 2. Auflage. Vincentz Network, Hannover 2007, ISBN 978-3-86630-895-4, S. 15.

[Rö-4] H. Römpp: Römpp Lexikon Lacke und Druckfarben. Thieme, Stuttgart 1998, ISBN 3-13-776001-1.

[5] Raimund Schmid: Identification of effect pigment for color matching. BASF Aktiengesellschaft, Ludwigshafen (englisch).