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0.1

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Anorganische Pigmente

Einleitung

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• pigmentum (lat.): Malerfarbe
• Definition (nach DIN 55 944):
  Eine aus Teilchen bestehende, im Anwendungssystem unlösliche Substanz, die als Farbmittel (farbgebende Substanz) oder ... oder ... verwendet wird
  • Pigment => Feststoff (Kristalle, polykristalline Pulver, Aggregate, Agglomerate)
  • Anwendungssystem: Öl, Lack, ..............
  • neben Farbmitteln auch Funktionspigmente (Magnetpigmente, Korrosionsschutzpigmente)
• Bezeichnung/Klassifizierung von Pigmenten:
  • chemische Zusammensetzung (z.B. Chromatpigmente, TiO₂-Pigmente)
  • optische Wirkung (bei Farbpigmenten)
    • Buntpigmente
    • Weißpigmente
    • Schwarzpigmente
    • Glanzpigmente (Metalleffektpigmente, Perlglanzpigmente) (-> Pfaff)
    • Aufdampfschichten (-> Praktikum: Ti-Oxidation)
    • Lumineszenzpigmente (Fluoreszenz- und Phosphoreszenz-Pigmente)

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0.2

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Anorganische Pigmente

Einteilung der Farbmittel

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nach koloristischen Gesichtspunkten (nach DIN 55 944)

		Farbmittel
	.
	Pigmente				Farbstoffe
	im Anwendungs- medium unlöslich				im Anwendungs- medium löslich
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organische Pigmente			anorganische Pigmente
		.
		Schwarz-Pigmente	Weiß-Pigmente	Bunt-Pigmente	Effekt-Pigmente
	optische Wirkung beruht auf:	nichtselektiver Lichtabsorption	nichtselektiver Lichtstreuung	selektiver Lichtabsorption	div.
	Beispiele:	Ruß (C)	Rutil TiO2	Fe-Oxide	Goldpigmente
		Fe3O4	ZnO	CdS	Al-Bronzen
		Mn3O4	Bleiweiß	Ultramarin	Glimmerpigmente
		Co3O4	....	Cr-Pigmente	bas. Bleicarbonat
		....		....	....

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Anorganische Pigmente

Optische Wirkung

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• Weißpigmente: nichtselektive Streuung
• Buntpigmente: Absorptionspigmente -> subtraktive Farbmischung
• Schwarzpigmente: nichtselektive Absorption (z.B. Ruß: 99%)

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Anorganische Pigmente

Schwarz/Weiß/Bunt ?

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Farbeindruck: Wellenlängenabhängigkeit der Remission

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0.5

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Anorganische Pigmente

Buntpigmente

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• bestimmter Farbton
• hohe Sättigung (Buntheit)
• hohe Farbstärke (Farbreinheit -> scharfe Absorptionskanten)
• hohes Deckvermögen

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Anorganische Pigmente

Teilchengröße: Absorption/Streuung

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• Absorption = f(Pigmentvolumenkonzentration, Teilchengröße)
• Streuung = f(Pigmentvolumenkonzentration, Teilchengröße, Brechungsindex)

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0.7

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Anorganische Pigmente

Ursachen der Farbigkeit

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für Pigmente wichtige chemische Prozesse bei der selektive Absorption:

• d-d-Übergänge in Übergangsmetallverbindungen mit offenen d-Schalen (z.B. Co(II)-Salze, Cu(II)-Salze, Cr₂O₃)
  (aber: Laporte- + Interkombinations-Verbot)
• Charge-Transfer-Übergänge
  • Ligand -> Metall (LMCT) ([CrO₄]^2-)
  • Metall -> Metall (MMCT) (Intervalenzübergänge, z.B. Fe₃O₄, Berliner Blau)
  • (Metall -> Ligand) (z.B. Ru-bipy-Komplexe)
  • (Ligand -> Ligand) (Interligand-Übergänge z.B. Ni-DADO)
• Radikalionen im Festkörper (z.B. Ultramarine)
• Valenzband (VB) -> Leitungsband (LB) Übergänge in Festkörpern mit kleinerer Bandlücke
  (aber: k=0)
  • bei Bandlücken im sichtbaren Bereich (1.6-3.1 eV) z.B. CdS (2.6 eV)
  • entspricht dem LMCT im isolierten Molekülkomplex
• Übergänge von Donatorniveaus eines Übergangsmetalls in das Leitungsband des Wirtsgitters (z.B. NiTiO₃)