Pigmente | ||
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Einteilung der Pigmente | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Man
kann die Pigmente nach verschiedenen Kriterien einteilen.
Anorganische Pigmente
bestehen aus farbigen Stoffen, die frei von Kohlenstoff-Verbindungen
sind. Bestimmte Pigmente wie Blei- oder Arsenpigmente sind stark
toxisch, diese dürfen heute nur noch eingeschränkt eingesetzt
werden, oder sie sind ganz verboten. Andere sind weniger toxisch und
werden häufig eingesetzt.
Organische Pigmente
enthalten organische Kohlenstoff-Verbindungen, sie sind aus dem
Erdöl zugänglich. Man kann sie aufgrund ihres chemischen
Aufbaus unterscheiden:
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 Farbmittel. Allerdings ist die Lichtechtheit der Farblacke nicht
besonders gut. Sie sind heute weitgehend durch die organischen Pigmente
abgelöst worden.
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 der Colour Index CI. Pigmente mit dem gleichen Colour Index besitzen ein bestimmtes chemisches Aufbauprinzip. Der Farbton und die exakte chemische Zusammensetzung kann beim gleichen Colour Index aber variieren. Manche Pigmente haben den gleichen Colour Index, aber einen unterschiedlichen Generic Name: Produktname: Ultramarinblau dunkel Generic Name: PB29 (Pigment Blue 29) Colour Index: CI 77007 CAS-Nummer: 57455-37-5 Produktname: Ultramarinviolett Generic Name: PV15 (Pigment Violet 15) Colour Index: CI 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 oder Lichtechtheit eines Pigments. Nach den DIN-Normen DIN 54003 (Tageslicht, veraltet) und DIN 54004 (Xenonlicht, neu) der Wollskala gilt:
Zur Zuordnung
der Wollskala werden die Testproben mit acht Wollfäden verglichen,
die mit acht blauen Farbstoffen verschiedener Lichtechtheit
eingefärbt sind. Für moderne Künstlerfarben wird eine
Lichtechtheit von 7 bis 8 oder 8 verlangt. Im Vergleich dazu hat der
früher oft verwendete, rote Krapplack nur eine Lichtechtheit von 5
bis 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 oder (bei schwarzen Pigmenten) zu verdunkeln. Zur Bestimmung kann man ein buntes oder schwarzes Pigment mit der zehnfachen Menge Zinkweiß anreiben und vermalen. Tendenziell steigt das Färbevermögen mit sinkender Korngröße. Es hängt insgesamt aber vom chemischen Aufbau, von der Kristallstruktur, von der Korngröße und vom Agglomerationszustand, der Gesamtheit aller Oberflächen in den Pigmentkörnern, ab. Bei weißen Pigmenten wie Titanweiß spricht man dagegen vom Aufhellungsvermögen. Das Deckvermögen oder die Deckkraft
bezeichnet die Fähigkeit, wie stark ein Pigment in einer Farbe
nach dem Trocknen einen Untergrund unsichtbar machen kann. Fehlt das
Deckvermögen, liegt Transparenz vor. Das Deckvermögen
hängt von der Teilchengröße des Pigments und vom
Verhältnis der Lichtbrechung zwischen Pigment und Bindemittel ab:
Je größer der Unterschied der Brechungsindizes n, umso
besser ist das Deckvermögen. Bei Lasuren werden Farben bewusst so
dünn aufgetragen, dass der Untergrund durchscheint. Bei bestimmten
Farbmitteln wie Krapplack ist eine schlechte Deckkraft und dafür
hohe Transparenz erwünscht. Die Kenndaten der Pigmente in der
Tabelle geben ungefähre Werte wieder. Sie beruhen auch auf eigenen
Erfahrungen des Autors.
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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 zehn Kilogramm rotem Ockerpulver eingebettet wurden.
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, Haare 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.
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 der 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.
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.
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.
Das um 1910 erstmals
hergestellte Hansagelb PY 1 war das erste organische Azopigment für
Künstlerfarben, das nicht wie der Krapplack auf der Basis eines Farblacks beruhte. 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 im bekannten
„Ferrari-Rot“. Es ist lichtecht, hitze- und wetterbeständig. Daher
eignet es sich zur Herstellung von Automobil-Lacken, 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:
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