Rohmaterial – die Basisstoffe sind ausschlaggebend
"Der erste Schritt ist immer am schwierigsten.“ Das gilt auch für die Lackrezeptur. Das Einsatzgebiet der endgültigen Beschichtung bestimmt die Auswahl der Rohmaterialien. Sowohl mechanische Eigenschaften wie Abriebbeständigkeit und Haftfestigkeit als auch optische Attribute wie Farbe, Glanz und Opazität sind wichtig; nicht zu vergessen sind die Gesamtkosten der Lackrezeptur. Um eine gleichbleibende Qualität zu garantieren, ist es essentiell ein einheitliches Qualitätskontrollsystem gleich zu Beginn des ersten Produktionsschrittes einzuführen.
Lack wird in flüssiger oder fester Form als Pulver in einer sehr dünnen Schicht auf das Produkt aufgetragen. Durch chemische oder physikalische Prozesse wandelt sich der Lack in eine haftfeste Schicht um. Üblicherweise besteht Lack ausfolgenden Komponenten:
Titandioxid – das weißeste und hellste Pigment überhaupt. Aufgrund des hohen Brechungsindex (sogar höher als der von Diamant) wird das Licht effektiv gestreut und sorgt so für maximale Opazität bei Lacken. Rutil ist die am häufigsten natürlich vorkommende Modifikation von TiO2. Wegen der geringeren photokatalytischen Aktivität und der daraus folgenden besseren Witterungsbeständigkeit für Endlackierungen, wird Rutil der Anatas-Modifikation bevorzugt.
Der Reinheitsgrad von TiO2 ist prozessbedingt. Nach dem Chloridverfahren ist der Reinheits- und Helligkeitsgrad höher als nach den Sulfatverfahren. Zusätzlich können Verunreinigungen, die durch Behandlungschemikalien oder Fremdmetallionen ins Innere der Kristallite gebracht wurden, die Helligkeit mindern. Meist verfärbt sich das Pigment dadurch leicht gräulich oder gelblich.
Eine Möglichkeit der Farbmessung ist, das Titandioxid in das zu verwendende Lacksystem einzubringen. Empfehlenswert ist den Lack mit einem automatischen Filmaufziehgerät auf Opazität-Prüfkarten aufzutragen, wodurch eine ebene und einheitliche Oberfläche sichergestellt wird. Die Prüfkarten bestehen aus schwarzen und weißen Bereichen, welche ausreichend groß sind, um Messungen mit Farbmessgeräten durchzuführen. Ein alternatives Verfahren ist die Messung von Presslingen. Die Presslinge werden hergestellt, indem hoher Druck auf das trockene TiO2 in einem Ring, ausgeübt wird. Der Druck ist dabei ausschlaggebend, da dieser die treibende Kraft für einen kompakten und zusammenhaltenden Pressling während der Messung ist. Die obere Seite des Presslings kann so mit einem Spektralphotometer gemessen werden.
Mit den standardisierten CIE Farbwerten L* und b* lassen sich Helligkeit und Farbstich beschreiben: Je höher der L*-Wert, desto heller; je niedriger der b*-Wert, desto weniger gelb der Farbton. In untenstehender Tabelle sind die Ergebnisse unterschiedlicher TiO2 Klassen wiedergegeben. Das spectro2guide ist ideal zur Messung von CIELab Farbwerten, hat einen großen Messwertespeicher und kann die Messdaten direkt in die Software smart-lab zur Dokumentation und Analyse übertragen.
Neben Helligkeit und Farbstich muss das TiO2 Pigment die Eigenschaften optimale Deckkraft und Farbstärke erfüllen.
| Grad 1 | Grad 2 | Grad 3 | Grad 4 | |
|---|---|---|---|---|
| Helligkeit L* | 96.6 | 97.4 | 97.3 | 97.2 |
| Farbstich b* | 2.1 | 1.5 | 1.5 | 1.5 |
Das Glanz- und Schleier- (Haze) Niveau eines TiO2 Pigments wird hauptsächlich durch die Primärteilchengröße und die Anzahl an Partikeln mit einem Durchmesser größer als 0,5 μm gesteuert. Um eine glänzende Oberfläche mit verbessertem DOI zu erreichen, muss die Anzahl an großen Partikeln minimiert werden. Das haze-gloss ist ein Laborgerät zur objektiven Messung von matten bis hochglänzenden Oberflächen. In einem Gerät werden drei Glanzgeometrien (20°, 60°, 85°) und die Messung des Glanzschleiers angeboten. Für die Glanz- und Schleiermessung muss das TiO2 im Lacksystem dispergiert und ein Aufzug gemacht werden.
Während des Dispergierprozesses werden die Pigmentagglomerate in kleinere Partikel zerteilt: Je kleiner die Partikel, desto glatter die Oberfläche. Die obige Grafik zeigt den Einfluss des Dispersionsgrades auf Glanz und Schleier (Haze). Pigmentpartikel kleiner als 10 μm weisen eine enorme Schleierreduktion auf und eine leichte Zunahme an Glanz. Das Ergebnis ist eine glänzende Oberfläche mit verbesserter Abbildungsqualität (IFQ).
Organische und anorganische Absorptionspigmente absorbieren und streuen das einfallende Licht selektiv. Zusätzlich zur Farbe selbst ist die Farbstärke eine der wichtigsten zu überprüfenden Eigenschaften. Die Farbstärke wir direkt beeinflusst durch Pigmentart und Konzentration im Lacksystem.
