Perl-, Mica- und Mineraleffekt

Ist eine Mineraleffektlackierung haltbarer oder widerstandsfähiger als andere Lackierungen?
Was sollte ich bei einem Neuwagenkauf über die Lacksysteme wissen?  


Was ist Mineraleffektlack?

   

Es gibt viele Begriffe für den Mineraleffekt im Lack. Man nennt ihn auch Mica-, Glimmer- (nicht zu verwechseln mit Eisenglimmer-), Perl- oder Pearleffekt. Aus den letztgenannten geht hervor, dass der schillernde Effekt von Perlen gemeint ist, während die ersten Begriffe mehr das Material/Mineral beschreiben, aus welchem diese Effektpigmente hergestellt sind.

Zur Geschichte

Zahlreiche Farberscheinungen in der Natur faszinieren uns, lassen sich aber nicht eindeutig mit einer bestimmten Farbe beschreiben. Ich denke da an irisierende Farben auf einem Schmetterlingsflügel oder einer Pfauenfeder. Als ich Kind war, bewunderte ich das bunte Schillern des Sonntags-Kaffee-Services meiner Mama und ich hockte fasziniert vor Pfützen, auf deren Wasseroberfläche ein Ölfilm sein Farbenspiel trieb.

Alles was schillert, bezauberte uns Menschen von Urzeiten an. Funde bezeugen, dass schon die Ägypter zu Nofretetes Zeiten Pigmente mit solchen Eigenschaften für die Kosmetik zu nutzen wussten. Schriftlich werden im 18. Jahrhundert erstmals Perlglanzpigmente erwähnt. Eine Beschreibung von 1781 verweist auf eine Technik des Franzosen Jaquin aus der Zeit um 1650.

Das faszinierende Schillern und die schiere Gier nach profitablen Geschäften nahmen im 19. Jahrhundert erschreckende Ausmaße an. Besonders traurig und dramatisch die Geschichte des an der westlichen Küste Australiens gelegenen  Ortes Broome. Als „Hauptstadt der Perlenfischerei“ der südlichen Hemisphäre betrachteten sie sich. Anfänglich konzentrierte man sich aber mehr auf die Schale der Perlenmuschel, denn leider nur in einer von 5.000 wuchs eine gut verkaufbare Perle. Die Schale aber, auch „Mother of Pearl“ genannt, konnte dagegen zu Knöpfen, Verzierungseinlagen für z.B. Waffen, zu Gebrauchsgegenständen, wie Essbestecke und  Kämme verarbeitet werden. Und natürlich zu Pigmenten für Farben und Crèmes!
Das menschenverachtend betriebene Geschäft mit den Muscheln, unzureichendes Wissen über die Gefahren des Tauchens als auch die dort auftretenden Zyklone (Wirbelstürme) forderte hohen Tribut an „Perlenfischern“. Auf dem japanischen Taucherfriedhof in Broome fanden in 770 Gräbern über 900, z.T. blutjunge, aber durchweg arme Schlucker ihre letzte Ruhe....

In der Kunstperlenherstellung wurde eine Perlessenz verwendet, eine konzentrierte Suspension von Guanin Kristallblättchen, welche aus Fischschuppen gewonnen wurde. Der schon damals wie auch heute noch sehr hohe Preis dieses kostbaren Naturprodukts und eine aufstrebende Kunststoff-Industrie trieb zwischen 1920 und 1950 die Entwicklung neuer, synthetischer Verbindungen voran. In Form von plättchenförmigen Kristallen von Zink-, Quecksilber-, Blei- und Wismutverbindungen.

Der entscheidende Durchbruch zu Perlglanzpigmenten mit universellen Einsatzbereichen erfolgte jedoch erst in den 60-er Jahren mit der Erfindung chemisch- und mechanisch stabiler Glimmer-Metalloxid-Pigmente. Sie stellen die Effekte der natürlichen Perle auf einfache Weise nach und eröffneten völlig neue Möglichkeiten der Farbgestaltung in allen Bereichen des täglichen Lebens. Diese Entwicklung ist bis heute nicht abgeschlossen.

  Riesen-MOP and me


MOP

Wie kommt das Schillern zustande?

   

Die heutigen einfachen Perlpigmente bestehen aus einer transparenten Trägerbasis (mineralischer oder synthetischer Glimmerplättchen SiO2 = Siliziumdioxid) und sind mit Titanoxid (eigentlich ein weißer Stoff) lichtdurchlässig bedampft.

Licht trifft auf das Perlpigment, wobei ein Teil sofort reflektiert wird. Der noch nicht reflektierte Lichtanteil wird beim Eintritt in die Titanoxidschicht etwas umgelenkt (gebrochen), wobei der Brechungswinkel immer abhängig von der Dichte des zu durchdringenden Mediums ist. Beim Auftreffen auf das Trägerplättchen wird wiederum ein Teil des Lichtes reflektiert. Der verbliebene Anteil durchdringt, wieder mit um eine andere Lichtbrechung umgelenkt, das Trägerplättchen und trifft auf die andere Seite der Titanoxid-Ummantelung. Wieder Reflektion, wieder Umlenkung des Lichtes bis zum Austritt aus dem Pigment. Bei jedem Auftreffen auf eine andere Schichtoberfläche erfolgt eine Reflexion des Lichtes mit gleichzeitiger „Phasenverschiebung“ (begründet auf die unterschiedlichen Dichten der Materialien und ihrem Brechungswinkel).

Alle phasenverschobenen reflektierten Teilstrahlen treten nun in Wechselwirkung zueinander, welche man Interferenz nennt und auf den sogenannten Gangunterschied beruhen, der sich aus dem längeren „Umweg“ des tiefer eingedrungenen und am Basisplättchen reflektierten Lichtes gegenüber dem Anteil des Lichtes ergibt, der sofort an der Titanoxidschicht-Oberfläche reflektiert wurde. Dabei werden nun je nach Zusammentreffen der Lichtstrahlen (oder besser Lichtwellen) teilweise Farben ausgelöscht, teilweise jedoch verstärkt wiedergegeben (abhängig, ob Wellental auf Wellenberg oder 2 Wellenberge aufeinander treffen).

  Wasserpfütze mit Oel

Diese Erscheinungen verändern sich mit dem Einfallswinkel des Lichtes, man könnte aber auch anders sagen – mit jedem sich ändernden Beobachtungswinkel des Betrachters. Darum sieht eine Perleffektlackierung von verschiedenen Winkeln betrachtet immer etwas anders aus. Diese ganz grobe, sicherlich nicht als wissenschaftlich begründet gegebene Erläuterung soll an dieser Stelle genügen, um Ihnen ein grobes Verständnis über Perlenglanz zu vermitteln.

Welches Perleffektpigment man schließlich erhält, hängt erstens von der Schichtdicke des Mantels und zum anderen vom Beschichtungsmaterial selbst ab. Denn es werden auch andere Metalloxide als die des Titan verwendet. Doch damit nicht genug. Man könnte sagen:

  Broome, aufgeschliffene Muschel

Die Zukunft der Effektpigmente
hat gerade erst begonnen

Die Farbenspiele der Perlpigmente wurden in den letzten Jahren immer raffinierter und verrückter. Schon greift man auf Aluminium als Material für Trägerplättchen zurück und beschichtet diese dann mit ein- bis mehrfachen hauchdünnen Lagen von Silizium- und Metalloxiden. Die Kombinationen betreffs Materialien und Beschichtungsstärken sind da schier unbegrenzt und ergeben immer wieder neue interessante Lichtreflexionen. Solche Pigmente kennt man dann unter den Namen Biflair, ChromaFlair, Colorstream, Helicone, Iriodin, Minatec, Miraval, Palio- und Variochrom, Pyrisma und Helicone. Forschungen lassen immer neue Finessen aufkommen, wie 2010 die glitzernde Colorstream® Twinkle Serie....

HELICONE® Produkte beispielsweise sind innovative Pigmentplättchen auf Flüssigkristall-Polymerbasis. Sie haben zwar keine eigentliche Farbe, wirken aber als winzig kleine Prismen, die das auftreffende Licht aufspalten. Teils wird es, abhängig vom Betrachterwinkel, mehr oder weniger reflektiert, der restliche Anteil wird nicht einfach absorbiert, sondern weitergeleitet und lässt neue Reflektionen entstehen. Unzählige irisierende Effekte werden durch Austausch der Trägersubstrate als auch deren Teilchengröße möglich. Sechs verschiedene Farben sind möglich, eine davon ist das nebenstehend abgebildete JADE, auf dem orangenen Basecoat einer Kawasaki lackiert und ebenso anzutreffen auf einige KTM-Bikes. 

Letzte der verarbeitenden Praxis bekannten Entwicklung (Tonerbestückung der Mischregale weltweiter Reparaturbetriebe) waren die Xirallic-Pigmente, bei deren Herstellung auf synthetischer Alu-Oxid-Basis es dem Hersteller gelang, Pigmente mit gleichbleibender Teilchengröße und perfekt planen Oberflächen zu produzieren. Das ermöglicht einen stärkeren Glitzereffekt (Kristalleffekt) als bei allen anderen Pigmenten. Diese werden dann auch mit Titanoxid bedampft. Je nach dessen Schichtdicke erhält man silberne, rote, gelbe, kupferne, blaue und grüne Pigmente.

 
kawasaki-jade-orange
kawasaki-jade-orange-zoom
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Pigmente als passiver Diebstahlschutz

 

Bekannt sind seit Jahrzehnten auch Effektpigmente, die sich temperaturabhängig im Farbverhalten ändern. Wie weit die Pigmententwicklung derzeit geht, zeigte die Vorstellung eines passiven Diebstahlschutzes im Jahre 2012 durch die Deutsche Bundesbahn, um sich des Metalldiebstahles zu erwehren. Im UV-Licht fluoreszierende Markierungsflüssigkeiten, wie z.B. SelectaDNA-Trace, die sogar noch in Verbrennungsrückständen nachweisbar sein sollen. Ein Mikro-Metallstaub namens SDNA-Microdust®, bei dem winzige Partikel einen Info-Code enthalten, gibt es schon in Spraydosen - jede anders codiert. Wann diese Technologie auch im Fahrzeugmarkt den Langfingern das Geschäft vermiesen, bleibt offen. Aber - vielleicht will man das auch gar nicht....

  Wannendesign

Mineraleffektlack haltbarer als Metallic?

 

In der Praxis fallen die Unterschiede kaum ins Gewicht. Rein theoretisch könnte es sein, da eine Lackschicht nie 100%-ig dicht ist, dass mikroskopisch feines Kristallwasser und Salze den reinen Alu-Pigmenten mehr anhaben als den widerstandsfähigen Mineralsubstraten mit ihren stabilen Metalloxidumhüllungen. Da jedoch fast immer Mischungen von Mineral- und Alu-Pigmenten in den Fahrzeuglacken verwendet werden, erübrigt sich auch hier eine eindeutige Aussage. 2013 wartet die Firma Merck mit einer brandneuen Effektpigmentreihe namens Meoxal® auf. Durch eine spezielle Nachbeschichtung verspricht der Chemiekonzern eine erhöhte Resistenz gegen Lösemittel- und Wasser. Ein wichtiger Punkt, gerade bei der Verwendung in Wasserbasislacken. Dazu muss man wissen, dass bei einigen wenigen Farbrezepturen deren Basislack nur kurze Zeit lagerfähig, manche sogar innerhalb weniger Stunden verarbeitet sein müssen, weil es sonst durch chemische Reaktionen im liquiden Zustand zu Farbtonveränderungen kommen könnte. Diese brisanten Mischungen sind glücklicherweise recht selten.

Für die fertige Lackierung ist der Aspekt der evtl. Oxidation jedoch nicht von so ernst zu nehmender Gewichtigkeit wie der ästhetische:    
                

 
Perleffektlackierungen sehen einfach edler aus!
                     Collage Perleffekt

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