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Pigmente
 
Bild vergrößern! Ein Pigment ist ein im Anwendungsmedium (Lack, Farbe) unlösliches Farbmittel, das meist in einem sehr feinen Zerteilungsgrad vorliegt. Die löslichen Farbmittel werden im Vergleich dazu als Farbstoffe bezeichnet. Pigmente werden überwiegend zum Malen und Anstreichen verwendet, Farbstoffe eher zum Färben. Ein reines Pigment beinhaltet keine Zusatzstoffe. Das Färbevermögen eines Pigments hängt vom chemischen Aufbau, von der Kristallstruktur, von der Teilchengröße und von der gesamten inneren Oberfläche ab. Die optimale Teilchengröße liegt zwischen einem Fünfhundertstel und einem Zweitausendstel Millimeter.
  
 
Einteilung Geschichte Rezepte Portraits
   
Einteilung der Pigmente
Man kann die Pigmente nach verschiedenen Kriterien einteilen.  
Anorganische Pigmente lassen sich auch nach den vorhandenen Metall-Ionen einteilen. Blei- oder Arsenpigmente sind stark toxisch, diese dürfen heute nur noch eingeschränkt eingesetzt werden oder sie sind ganz verboten. 
Organische Pigmente werden aufgrund ihres chemischen Aufbaus unterschieden, sie sind aus Erdölprodukten zugänglich: 
  • Azopigmente wie Brillantgelb oder Permanentrot enthalten mindestens eine Azogruppe (-N=N-).
  • Polycyclische Pigmente wie das Phthalocyaninblau oder das Heliogengrün sind aus ringförmigen Komplexverbindungen aufgebaut.
  • Diketopyrrolopyrrol-Pigmente (DPP) wie das "Ferrari-Rot" Pigment Red 254 basieren auf der stickstoffhaltigen, heterocyclischen Verbindung Diketopyrrolopyrrol.
Pigmente lassen sich auch aus Farbstoffen gewinnen. Hierbei werden die Farbstoffe auf Trägermaterialien wie Tonerde aufgetragen. Beim Ausfällen des Farbstoffes zusammen mit einem anorganischen Salz erhält man einen Farblack. Der so aus Krappwurzeln gewonnene Krapplack war früher ein verbreitetes Pigment. Allerdings ist die Lichtechtheit der Farblacke nicht besonders gut. Sie sind heute weitgehend durch die organischen Pigmente abgelöst worden. 
  
   
Im Hinblick auf die Eigenschaften der Pigmente (und Farbstoffe) gibt es standardisierte Normwerte. Neben dem Produktnamen wird meistens ein Colour-Index (C.I.) angegeben. Farbmittel werden in einer international offiziellen Liste geführt, die von der Society of Dyers and Colourists in Bradford/England herausgegeben wird. Nach dem generic name folgt die Colour-Index-Nummer. So ist gewährleistet, dass Produkte mit der gleichen Nummer chemisch identisch sind. Allerdings kann der Farbton abweichen, manche Pigmente haben den gleichen Colour-Index, aber einen unterschiedlichen generic name. Beispiel: 
  
Produktname: Ultramarinblau dunkel 
Colour-Index: Pigmentblau Nr. 29 = C.I. Nr. 77007 
CAS-Nummer: 57455-37-5 
  
Produktname: Ultramarinviolett 
Colour-Index: Pigmentviolett Nr. 29 = C.I. Nr. 77007 
CAS-Nummer: 12769-96-9 
 
Die CAS-Nummer klassifiziert das Farbmittel als Chemikalie. Dadurch ist eine Zuordnung zum möglichen Gefahrenpotential möglich. Eine toxikologische und ökotoxikologische Beurteilung der Pigmente ist von Bedeutung, da einige Pigmente toxisch wirken oder umweltgefährlich sind. Dies gilt insbesondere für kupfer-, blei- oder arsenhaltige Produkte. 
   
Von weiterer Bedeutung ist die Lichtbeständigkeit eines Pigments. Nach der DIN-Norm 54003 gilt: 
  
 
Lichtechtheit von Farbmitteln
 
Lichtechtheit Zuordnung
8 hervorragend
7 vorzüglich
6 sehr gut
5 gut
4 ziemlich gut
3 mäßig
2 gering
1 sehr gering
 
 
 
  
Für moderne Künstlerfarben wird eine Lichtechtheit von 7-8 oder 8 verlangt. Im Vergleich dazu hat der früher oft verwendete, rote Krapplack nur eine Lichtechtheit von 5-6. Werden Farben lasierend aufgetragen, beispielsweise in der Aquarelltechnik, ist die Lichtechtheit geringer. Beim Mischen von Pigmenten und vor allem beim Zusatz von Weißpigmenten zu organischen Farbmitteln kann die Lichtechtheit ebenfalls erheblich vermindert werden. Pigmente verblassen unter dem Einfluss von Sonnenlicht. Bei Leuchtstoffröhren ist der Anteil des austretenden UV-Lichts erheblich geringer. 
   
Bei der Wetterechtheit geht es darum, wie beständig ein Pigment im Außenbereich unter dem natürlichen Witterungseinfluss ist.  
   
Die Benetzbarkeit gibt an, wie gut sich ein Farbmittel mit einem Bindemittel vermischen lässt. Anorganische Pigmente sind in der Regel gut mit Wasser benetzbar, während sich organische Pigmente mit Wasser nur sehr schlecht benetzen lassen. Organische Pigmente sind eher gut fettlöslich und wirken daher wasserabstoßend (hydrophob).  

Das Färbevermögen (oder die Farbstärke) gibt an, wie fähig ein Pigment ist, einen anderen Stoff zu färben. Bestimmt wird die Farbstärke dadurch, dass man ein Pigment mit einer weißen Grundfarbe mischt. Die Farbstärke hängt vom chemischen Aufbau, von der Kristallstruktur, von der Teilchengröße und vom Agglomerationszustand (also der Gesamtheit aller Oberflächen in den Teilchen) ab. Bei weißen Pigmenten wie Titanweiß oder Bleiweiß spricht man dagegen vom Aufhellungsvermögen. 
   
Das Deckvermögen bezeichnet die Fähigkeit, wie stark ein Pigment nach dem Trocknen einen Untergrund unsichtbar machen kann. Das Deckvermögen hängt von der Teilchengröße des Pigments und vom Verhältnis der Lichtbrechung zwischen Pigment und Bindemittel ab. Je größer der Unterschied der Lichtbrechungszahlen, umso besser ist die Deckfähigkeit. Eine Caseinfarbe deckt besser als eine Ölfarbe. Bei Lasuren werden Farben bewusst so aufgetragen, dass der Untergrund durchscheint. Bei bestimmten Farbmitteln wie Krapplack ist eine schlechte Deckkraft und dafür hohe Transparenz erwünscht. 
 
 
  Kenndaten einiger moderner Pigmente
 
Name Colour-Index Lichtechtheit Farbstärke Deckvermögen
Berlinerblau Pigmentblau 27 C.I. 77510 8 extrem hoch gut
Brillantgelb (org.) Pigmentgelb 74 C.I. 11741 7-8 sehr hoch gut
Cadmiumgelb Pigmentgelb 35 C.I. 77205 8 sehr hoch gut
Cadmiumrot Pigmentrot 108 C.I. 77202 8 sehr hoch gut
Chromoxidgrün Pigmentgrün 17 C.I. 77288 8 sehr hoch gut
Cobaltblau Pigmentblau 28 C.I. 77346 8 hoch mäßig
Cobaltcölinblau Pigmentblau 35 C.I. 77368 8 sehr hoch gut
Cobaltblau türkis hell Pigmentblau 36 C.I. 77343 8 sehr hoch gut
Cobaltviolett hell Pigmentviolett 49 C.I. 77362 8 mäßig mäßig
Irgazinrot (org.) Pigmentrot 254 C.I. 56110 8 hoch gut
Eisenoxidschwarz Pigmentschwarz 11 C.I. 77499 8 sehr hoch sehr gut
Manganviolett Pigmentviolett 16 C.I. 77742 7-8 hoch gut (wässrig)
Phthalocyaninblau (org.) Pigmentblau 15 C.I. 74160 8 sehr hoch schlecht
Terra di Siena italienisch Pigmentgelb 42 C.I. 77492 7-8 variierend mäßig
Terra di Siena gebrannt Pigmentrot 101 C.I. 77491 8 hoch gut
Titanweiß Pigmentweiß C.I. 77891 8 hoch sehr gut
Ultramarinblau dunkel Pigmentblau 29 C.I. 77007  7-8 hoch gut
Ultramarinrot A Pigmentrot 259 C.I. 77007 7-8 hoch gut
Umbra Pigmentbraun 7 C.I. 77491 7-8 hoch gut
 
 
 
 
   
Geschichte der Pigmente
Erdfarben wie Ocker oder Umbra, bestimmte Erze wie Eisenoxid oder Manganoxid sowie Holz- oder Knochenkohle wurden bereits von prähistorischen Künstlern verwendet. Für die Höhlenmaler hatte die Farbe Rot eine Zauberwirkung. Sie schrieben ihr lebenserhaltende Eigenschaften zu, daher wurden die meisten Tierdarstellungen in roter Farbe angefertigt. In manchen Gräbern findet man Skelette, die in bis zu 10kg rotem Ockerpulver eingebettet wurden.    


Felskunst in Altamira
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Pferd und Auerochse aus Altamira
 
  
Um 8000 vor Christus bildete sich eine neue Lebensweise mit Siedlungen von Bauern. In dieser Zeit entstanden auch die ersten Städte. Damit verbunden änderten sich die Maluntergründe und damit auch die verwendeten Farben. Mauern, Holz und Keramik kamen dafür in Frage. Bei den alten Ägyptern erschienen erstmals grüne und blaue Pigmente. Die ägyptischen Frauen schminkten ihre Augenlider mit grünem Pulver von zerstoßenem Malachit. Die Verwendung von einigen giftigen Stoffen wie Auripigment oder Realgar in Kosmetika erscheint uns heute wenig verständlich. Ägyptischblau wurde zu dem am meisten verwendeten Pigment im alten Ägypten. Die Ägypter malten es auf Gips, Stein, Holz oder Papyrus. Es erschien auf Sarkophagen und auf Kalksteinskulpturen, manchmal diente es auch zum Blaufärben von Töpferwaren. Die Ägypter erfanden auch das blaue Glas Smalte, das bei Statuen und Särgen der Pharaonen zur Darstellung der Augen, Haaren und Kronen diente. Die Farbe Blau war die Farbe des Göttlichen und man sagte ihr lebens-spendende Eigenschaften nach. Der Edelstein Lapislazuli wurde nicht zur Herstellung von Pigmenten sondern als Schmuckstein verwendet. Dagegen fanden die elementaren Metalle Gold, Silber und Kupfer als Farbmittel eine breite Anwendung.  
  
 
Farbenreiber aus Ägypten
         
  
Beim Brennen eines Gemisches aus Quarzsand, Kalk und Kupfersalzen
gewannen die alten Ägypter das blaue Pigment Ägyptisch Blau.
 
  
Zinnober tauchte in Europa zum ersten Mal im 6. Jahrhundert v. Chr. bei den Griechen auf. Die Römer bauten das rote Quecksilbererz in Almaden in Spanien in großen Mengen ab. Das aus dem Mineral Zinnober gewonnene Pigment war bei den Römern sehr beliebt, aber auch sehr teuer. Die Wandmalereien in Pompeji bezeugen die Verwendung von roten Pigmenten wie Zinnober und Realgar. Auch Bleiweiß und Bleimennige war den Römern bekannt. In der Römerzeit ergaben sich neue Handelswege. Indien exportierte zunehmend Harze, mineralische Gesteine und Farbstoffe wie Indigo  Im 8. Jahrhundert gelangten die Kenntnisse des Orients über die Mauren in Spanien und über Kreuzfahrer nach Mitteleuropa. Ab dem 12. Jahrhundert war Venedig der neue Hauptplatz für den Handel mit Farben. Der Reichtum der venezianischen Adelsfamilien förderte die Künste und zog die Maler scharenweise nach Italien. Die Kirchen gaben Wandmalereien in Auftrag, die Freskomalerei in den Kirchen erlebte ab dem 13. Jahrhundert, beginnend mit Giotto in der frühen Renaissance, eine Blütezeit. Die Palette an Farben reichte von den Erdfarben wie gelber Ocker oder roter, gebrannter Ocker über die gängigen Mineralfarben bis hin zu synthetisch hergestellten Pigmenten wie Bleizinngelb oder Smalte. Ab dem frühen Mittelalter wurde das aus dem Lapislazuli gewonnene Fra Angelico Blau neben Smalte als blaues Pigment für die Freskomalerei verwendet. Die Farbe Blau auf dem Mantel der Maria galt beispielsweise als Schutz- und Reinheitssymbol. Die im 14. Jahrhundert aufkommende Buchmalerei verwendete das wertvolle blaue Pigment ebenfalls, so findet man es beispielsweise ausgiebig in den Stundenbüchern der Gebrüder Limburg.  
   
 
  Raffael: Die Schule von Athen (1512)
   
Dieses Fresko findet man in der Stanza della Segnatura im Vatikan.
Es enthält eine große Zahl der damals verfügbaren Pigmente.
 
   
In der Folgezeit wuchs die Nachfrage nach Farben ständig. Die Könige und Fürsten schmückten ihre Paläste und Höfe mit Bildern. Das aufkommende reiche Bürgertum im 18. und 19. Jahrhundert stattete die Wohnungen zunehmend mit Gemälden aus. Das im Jahr 1704 entdeckte Berlinerblau, das zur gleichen Zeit erstmals produzierte Neapelgelb oder das um 1850 erstmals hergestellte Zinkweiß waren Produkte einer aufkommenden Farbenindustrie. Da das blaue Pigment Fra Angelico Blau nur sehr aufwändig hergestellt werden konnte, setzte ein Ausschuss in Frankreich im Jahr 1824 einen Preis von 6000 Francs für die Entwicklung eines Verfahrens zur künstlichen Herstellung aus. Die Synthese von Ultramarinblau gelang 1828 den drei Chemikern Giumet, Gmelin und Köttig unabhängig voneinander. Im Jahr 1834 gründete Leverkus die erste Ultramarinfabrik in Deutschland.  
  
  
1 Unze Fra Angelico Blau und 1 Unze Gold

 
 
Noch heute entspricht der Wert von Fra Angelico Blau in etwa der des Goldes.
 
 
Die Maler des Impressionismus hatten durch die neu aufkommenden Tubenfarben völlig neue Möglichkeiten. Vincent van Gogh trug seine Farben extrem dick auf. Er verwendete auch toxische Pigmente wie Bleiweiß, Bleichromat oder Schweinfurtergrün. Die leuchtenden Farben in den Gemälden der Maler des Impressionismus und des Expressionismus waren unter anderem eine Folge der vorangehenden industriellen Revolution der Farbenindustrie. Man suchte zunehmend nach Ersatzstoffen für die giftigen Bleipigmente wie Bleimennige oder Neapelgelb. Zinkweiß und Titanweiß lösten das Bleiweiß ab, die gelben und roten Cadmiumpigmente kamen auf. 
  
Eine Revolution stellte die Entwicklung der organischen Pigmente dar. Das im Jahr 1885 entdeckte Azopigment Pararot war das erste dieser Art. Heute übertreffen die organischen Pigmente die Farbpalette der anorganischen, und sie können es mit der Lichtechtheit durchaus aufnehmen. Wie gut ihre chemische Beständigkeit über Jahrhunderte ist, wird sich allerdings noch zeigen. Ein Nachteil besteht darin, dass sie mit wässrigen Bindemitteln schlecht benetzbar sind. Dies wird durch die Zugabe von Netzmitteln erleichtert. Oft erhält man die organischen Pigmente als Farbteig, der aus dem Pigment, aus Wasser und einem Netzmittel besteht.  
 
  
Farbteig Irgazin PR 254


 
Organische Pigmente gibt es als "Farbteig" in wässriger Dispersion.
    
   
Das um 1910 erstmals hergestellte Hansagelb PY 1 war das erste organische Azopigment für Künstlerfarben, das nicht auf der Basis eines Farblacks beruhte (vgl. Krapplack). Das heute erhältliche und stark verbesserte Brillantgelb PY 74 ist fast so lichtecht wie Cadmiumgelb. Das ab 1935 im Handel erhältliche Phthalocyaninblau wurde zu einer ernsthaften Konkurrenz für Berlinerblau und Ultramarinblau. Das Diketopyrrolopyrrol-Pigment Irgazinrot PR 254 ist Bestandteil des bekannten Ferrari-Rots. Es ist lichtecht, hitze- und wetterbeständig. Daher eignet es sich zur Herstellung von Automobillacken, zur Färbung von Kunststoffen oder zur Herstellung von Dispersionsfarben. Das Azopigment Orange 5 ist heute als Ersatz für das ursprüngliche "Zinnoberrot" in den meisten Künstlerfarben und auch in den Schulmalkästen enthalten. 
   
Sicherheit, Infos und Rezepte
Für das Arbeiten mit Pigmenten und Farben allgemein sind verschiedene Sicherheitsmaßnahmen einzuhalten: 
  • Die Aufbewahrung erfolgt an einem Ort, an dem Kinder keinen Zugang haben.
  • Farbtuben oder Pigmentflaschen sind nach jeder Entnahme sofort zu verschließen.
  • Pigmente dürfen nicht offen in Schalen oder Ablagen herumtransportiert werden.
  • Besonders bei lösemittelhaltigen oder Staub freisetzenden Farben ist eine gute Lüftung notwendig.
  • Beim Abfüllen der Pigmente aus Beuteln in Gefäße muss eine Feinstaubmaske getragen werden, wenn kein Abzug zur Verfügung steht.
  • Das Tragen eines Arbeitskittels ist empfehlenswert.
  • Werden beim Anrühren ätzende Stoffe verwendet, müssen bei der Farbherstellung Schutzbrille und Schutzhandschuhe verwendet werden.
  • Besteht die Möglichkeit, dass Haut oder Augen mit Farben oder mit Schmutzwasser benetzt werden, sind auch beim Malen und beim Reinigen Schutzhandschuhe oder eine Schutzbrille zu tragen.
  • Das Befeuchten der Pinsel mit den Lippen und das Einatmen von Stäuben ist zu vermeiden. Die handelsüblichen Cadmiumpigmente sind beispielsweise zu winzigen Klumpen verfestigt, so dass keine Stäube entstehen können. Bei fertigen Farben besteht diesbezüglich keine Gefahr.
  • Lappen, die mit Leinöl oder anderen öl- oder benzinhaltigen Flüssigkeiten getränkt sind, können sich von selbst entzünden. Es besteht Brandgefahr! Zum Trocknen werden Lappen immer ausgebreitet über einer feuersicheren Unterlage aufgehängt oder ausgelegt, niemals zerknüllt.
  • Es wird empfohlen, Farbreste vollständig zu vermalen - beispielsweise auf einem "Resten-Kunstwerk" - und Pinsel daran vollständig auszustreichen. So bleiben nur wenige Milligramm im Pinsel zurück.
  • Pinsel mit wasserlöslichen Farben werden in einem gesonderten Behälter ausgewaschen. Der Schlamm und die festen Reste müssen als Sondermüll entsorgt werden, wenn darin schwermetallhaltige Farben enthalten sind. Pinsel mit öllöslichen Farben werden mit dem Pinselreiniger ausgewaschen, der sowieso als Sondermüll zu entsorgen ist.

Farbenprojekt Herstellung von Pigmenten
 
Exkursion zur Firma Kremer Pigmente 
Arbeitsblätter zur Herstellung von Farben 
Anleitung zur Herstellung eines Pigments aus Farbstoffen
 
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