Zugeben, einrühren - fertig ist der Lack

Quelle/Publication: Farbe & Lack
04/2005
Ausgabe/Issue:
158
Seite/Page:
Zugeben, einrühren - fertig ist der Lack
Einfärbung mit Stir-in-Pigmenten in Granulatform.
Juan-Antonio González-Gómez, Ludwigshafen.
Stir-in-Pigmente
verhalten
sich
wie
wässerlösliche
Farbstoffe. Die Mikrogranulate sind leicht mit wässrigen
Bautenfarben zu vermischen. Es entstehen homogene
wässrige Pigmentdispersionen. Ein breites Farbspektrum
und das Abtönen vor Ort deckt die individuellen
Kundenwünsche ab.
In dem Baumarkt- und Fachgroßhandelsgeschäft hat die
Abtönung in Kundennähe - am so genannten point-of-sale
(POS) - eine große Bedeutung erreicht. Dies geht einher mit
der steigenden Nachfrage der Verbraucher nach
individualisierten Farbtönen in unterschiedlichen Qualitäten
und Größen. Diese Anforderungen erfüllt die volumetrische
Tönung mittels Abtönautomaten und flüssige Farbpasten.
Sie entspricht dem heutigen Stand der Technik und stellt
einfach und reproduzierbar Farben in unterschiedlichen
Qualitäten und Ansatzgrößen bereit.
Die Entwicklung eines umfassenden Sortimentes von 20
Stir-in-Pigmenten in Granulatform,eröffnet eine neue
Dimension bei der Abtönung von wässrigen Dekofarben und
Lasuren. Damit wird der breite Farbraum abgedeckt, der für
die relevanten Farbpaletten benötigt wird. Die neue
Lieferform erlaubt eine saubere, sichere und schnelle
Abtönung mit qualitativ hochwertigen "Instant"-Farbmitteln.
Denkbare Tönoptionen bei der Verwendung von
Stir-in-Pigmenten in Granulatform sind neben der
Fabrikabtönung (in-plant tinting)
- die Abtönung möglichst in Kundennähe, entweder in der
Verkaufsstelle (point-of-sale tinting im Baumarkt) oder beim
Fachgroßhandel.
- die Abtönung unmittelbar vor der Verarbeitung am Ort der
Anwendung (point-of-use tinting).
Stir-in-Pigmente verhalten sich wie wasserlösliche
Farbstoffe
Farbstoffe sind leicht von Pigmenten zu unterscheiden, da
sie
im
Gegensatz
zu
Pigmenten
löslich
sind.
Stir-in-Pigmente der Produktreihe "Xfast" sind jedoch
wasserdispergierbar und verhalten sich daher wie
wasserlösliche Farbstoffe. Wie ist diese paradoxe Aussage
zu erklären? Es ist Zeit für einen Paradigmenwechsel in
Bezug auf Pigmente. Dieser Artikel soll die Vorteile dieser
neuen und innovativen Lieferform zur Anwendung in
wässrigen Bautenfarben zeigen.
Die Weltwirtschaft befindet sich im Zeitalter der
Globalisierung in einem Zustand eines radikalen Umbruchs.
Traditionelle Werte, die bisher Erfolge gesichert haben,
verlieren zugunsten neuer Entwicklungen zunehmend an
Bedeutung. Heutige Betriebe müssen eine neue Komplexität
von Kräften berücksichtigen, in die ihre Unternehmungen
eingebettet sind. Das Ziel bleibt jedoch für alle Unternehmen
dasselbe: Betriebe streben einen nachhaltigen Gewinn als
Kapitalrendite und auf die Personalinvestitionen an.
Farbe wird für moderne Verbraucher immer wichtiger.
Dadurch wird die Farbenherstellung zunehmend komplexer.
So sehen sich Farbenhersteller neuen Herausforderungen
ausgesetzt, um mit den Erwartungen der Kunden Schritt
halten und ihre Rentabilität sichern zu können. Diese
Entwicklung
führt
zu
einer
Neudefinition
der
Kernkompetenzen (z. B. Auslagerung der Handhabung von
Pigmentpulvern und der Farbmittelproduktion). Dadurch
wiederum
spezialisieren
sich
die
Marktteilnehmer
zunehmend.
Mikrogranulate sind leicht zu dispergieren
Die heute am stärksten verbreiteten Möglichkeiten, bunte
Lackfarben zu erhalten, beginnen mit Pigmentpulver über
ein Mahlverfahren ("von-Grund-auf-Fertigung") oder durch
Abtönen weißer oder transparenter Grundstoffe mit
vordispergierten
Pigmenten.
Neben
herkömmlichen
Pigmentpulvern bieten die Hersteller auch vordispergierte
Halbfertigprodukte
an:
Pigmentkonzentrate,
Pigmentpräparationen, Pigmentpasten und Tinter. Letztere
werden auch "In-plant-Farbmittel" oder "In-can-Farbmittel"
genannt.
Diese
Namen
beschreiben
ihre
Hauptanwendungsbereiche: das Abtönen von Chargen im
Herstellungsbetrieb und das Abtönen im Farbeimer an der
Verkaufsstelle. Die BASF hat eine eigene Technologie zur
Herstellung von einfach dispergierbarem Pigmentgranulat
("Xfast Stir-in-Pigmente") entwickelt, wobei der Schwerpunkt
der Anwendung auf wässrige Bautenfarben liegt [1]. Die
Produkte liegen in Form von Mikrogranulaten vor (Abb. 1):
Die
Stir-in-Pigmente
haben
eine
hervorragende
Lagerfähigkeit, sind leicht zu handhaben und schnell
dispergierbar,
wobei
homogene
wässrige
Pigmentdispersionen entstehen, die praktisch frei von
größeren Pigmentansammlungen sind.
Darüber hinaus sind diese Pigmente in Granulatform
rieselfähig, leicht zu fördern, zu dosieren und staubarm
(Abb. 2). Dadurch verbessert sich im Vergleich zur
Handhabung herkömmlicher Pulverpigmente die Hygiene
am Arbeitsplatz deutlich.
Stir-in-Pigmente
können
leicht
in
wasserlösliche
Farbensysteme eingearbeitet werden - ohne Dispergierung
in einer Rührwerkskugelmühle. Als gebrauchsfertige
Pigmente lassen sie sich schnell und gleichmäßig
dispergieren. Sie entwickeln bereits ihre volle Farbstärke,
wenn sie in die weiße Farbe eingerührt oder geschüttelt
werden. Damit ähneln diese Pigmente den konventionellen
Pigmentpasten und bieten darüber hinaus Vorteile in der
Logistik und beim Handling.
Mischsysteme erfüllen individuelle Anforderungen
Mischsysteme versetzen die Lackindustrie in die Lage,
individuelle Marktanforderungen schneller zu erfüllen als mit
früheren Produktionsmethoden, mit einer geringeren Anzahl
von Pigmenten (Abb. 3). Kosteneinsparungen können in
dem Einkauf, bei Warenvorräten und in der Rohstoffprüfung
erzielt werden. Als Folge hiervon wurden Mischsysteme
bereits in allen Anwendungsbereichen von Anstrichstoffen
eingeführt.
Aus diesem Grund wurde ein umfassendes Spektrum von
Stir-in-Pigmenten für die Baufarbenbranche entwickelt. Mit
dem aktuellen Sortiment ist es möglich, den Farbraum
abzudecken, der für die in der Bautenanstrichmittelindustrie
relevanten Farbpaletten benötigt wird (Abb. 4). Diese
Pigmente erlauben es dem Farbenhersteller, die
Farbenproduktion durch Einsparung von Prozessschritten
zu vereinfachen und flexibel auf Kundenwünsche zu
reagieren ("colour-on-demand service").
Bei welchen Prozesskonzepten werden Stir-in-Pigmente
genutzt? Welche Abtönmöglichkeiten gibt es? Die
Verwendung
von
Stir-in-Pigmenten
direkt
beim
Farbenhersteller
beruht
auf
dem
Konzept
des
chargenweisen Abtönens. Eine Möglichkeit ist der Einsatz
von Stir-in-Pigmenten für die Herstellung bunter Basisfarben
in der Farbenfabrik.
Mittels "Xfast" sind tiefe Farbtöne erreichbar, ohne das
präparationsbedingt dem System Wasser zugegeben wird.
Zusätzlich können Farbtöne, die durch direktes Mahlen
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hergestellt werden, leicht farblich angepasst werden
(Nuancierung). Das lässt sich entweder durch Zugabe von
Stir-in-Pigmenten in Form von Trockenfarbmitteln oder wo
die Infrastruktur vorhanden ist über die Zwischenstufe von
"Flüssigfarbmittel" erreichen. Im letzteren Fall dient das
Pigment als Rohstoff. Dieser kann leicht mit Gemischen aus
Wasser, Glykol, Entschäumer, KonservierungsmitteI und
wahlweise auch Antiabsetzmittel gemischt werden, um
letztendlich ein standardisiertes Flüssigfarbmittel zu
erhalten. Das folgende chargenweise Abtönen funktioniert
genauso wie bei der Verwendung von Pigmentdispersionen.
Einfaches Zumischen der Stir-in-Pigmente
Transparente Eisenoxidpigmente bieten eine einzigartige
Kombination
aus
Farbe,
Klarheit,
Stabilität
und
UV-Absorptionseigenschaften [2]. Aufgrund der extrem
feinen Primärpartikel müssen transparente Eisenoxide sehr
intensiv dispergiert werden, wenn sie ihr volles Farbpotential
entwickeln sollen. Daher werden sie oft in Form
vordispergierter Pigmente geliefert: als Chips, Pasten oder
Slurries. Das ermöglicht sichere und reproduzierbare
Bedingungen:
- leichtes Einarbeiten,
- homogene Verteilung,
- genaue Dosierung und
- angepasste Farbentwicklung.
Die Lieferform als Stir-in-Pigment erlaubt ein einfaches
Verfahren: Hinzufügen zur klaren Holzlasur, einrühren, fertig
- die pigmentierten Holzlasuren sind gebrauchsfertig und
können aufgetragen werden (Abb. 5).
Die Palette der Naturholzfarben kann durch Zumischen
verschiedener
Mengen
der
Stir-in-Versionen
von
transparentem Eisenoxidgelb, transparentem Eisenoxidrot
und Ruß zu einer klaren Holzlasur dargestellt werden (Tab.
1, Abb. 6).
Wird erst am Verwendungsort fertig abgetönt, können
Stir-in-Pigmente aus Beuteln oder aus Tuben zur Farbe
gegeben werden, unmittelbar vor Verwendung der getönten
Farbe. Soll die Farbe beim Handel direkt in der Dose oder
im Eimer abgetönt werden, bieten Abtönsysteme für den
Handel (POS, point-of-sale) geeignete und moderne
Lösungen. Erfolgt die Farbenherstellung so nahe wie
möglich am Kunden oder Endverbraucher, erhöht sich die
Flexibilität. Es entstehen logistische Vorteile und die Kosten
werden verringert.
Abtönsysteme für das Mischen vor Ort
Die Verwendung von Abtönsystemen an der Verkaufsstelle
bedeutet, dass die Abtönfarbe dem Farbeimer entweder
beim
Einzelhändler
oder
beim
Großhändler
für
professionelle Maler und Lackierer zugesetzt wird. So kann
sich der Farbenhersteller auf die schlanke und
kostenwirksame
Produktion
von
standardisierten
Grundfarben in großen Mengen sowie auf das Reduzieren
der Lieferzeiten und das Erhöhen der Flexibilität
konzentrieren. Andererseits bringt das Abtönen an der
Verkaufsstelle mit sich, dass der Verbraucher leichter ein
breiteres Spektrum an Farben kaufen kann.
Heutzutage erfolgt das Abtönen an der Verkaufsstelle meist
durch volumetrisches Zumischen von Flüssigfarbmitteln in
maßgeschneiderten,
softwaregesteuerten
Anlagen
(computer
colour
matching,
CCM).
Das
Stir-in-Pigmentsortiment deckt mittlerweile den Farbraum
der Farbpaletten ab, die in der Bautenanstrichmittelindustrie
verwendet werden. Deshalb kommt als nächstes: Das
Abtönen an der Verkaufsstelle mit Stir-in-Pigmentgranulaten
und computergesteuertes colour matching. Wir arbeiten
zusammen mit einem Projektpartner sehr intensiv daran,
diese Option in nächster Zukunft dem Markt zur Verfügung
zu stellen. Die exakte, reproduzierbare maschinelle
Dosierung stellt jedoch höhere Anforderungen an die
verwendeten
Stir-in-Pigmente.
Dazu
müssen
die
vorhandenen Stir-in-Pigmente weiterentwickelt und optimiert
werden. Über die Ergebnisse dieser Arbeiten werden wir in
Kürze berichten.
Stir-in-Pigmente stellen ein neues und innovatives Angebot
für die Anstrichmittelindustrie dar. Die neue Lieferform als
staubarme Granulate gibt dem Farbenhersteller die
Möglichkeit, während der Verarbeitung und Anwendung die
bekannten Nachteile herkömmlicher Pigmentlieferformen zu
umgehen. Die Arbeitsschritte "Dispergieren" und "Mahlen"
entfallen.
Da
auch
das
Trockenabtönen
mit
Stir-in-Pigmentgranulaten möglich ist, können diese
Angebote helfen, den Aufbau einer Farbenfabrik
konzeptionell neu zu überdenken. Zudem ermöglichen sie
das chargenweise Abtönen in der Fabrik, das Abtönen an
der Verkaufsstelle oder das auftragsweise Abtönen von
Farben.
Zusätzlich zur Anwendung bei Bauten-, Fassaden- und
Innenfarben,
decken
Stir-in-Pigmentgranulate
unter
anderem auch folgende Bereiche ab: Färbung von
Klarlacken
und
Holzlacken,
strahlungshärtenden
Anstrichstoffen, strahlungshärtenden Tinten, Massefärbung
von Putzen, Massefärbung von Beton, Anstrichstoffe für
Betondachsteine,
wasserlöslichen
Druckfarben,
Druckertinte, Künstlerfarben und Papiereinfärbung.
Ein herzlicher Dank gilt Karin Wagner, Michaela
Müller-Halanke und Adriano Padua-Pinheiro sowie Dr. Erwin
Czech, Dr. Uwe Fidorra und Dr. Hansulrich Reisacher für
die Unterstützung bei dieser Arbeit und für die anregenden
Diskussionen.
Literatur
[1] a) J.A. González-Gómez, U. Hancer, E. Czech,
Farbe&Lack, 2001, 107, 11, 32
b) J.A. González-Gómez, U. Hancer, E. Czech, Asia Pacific
Coatings Journal, 2001, 14, 5, 40
c) H. Wienand, H.U. Reisacher, J.A. González-Gómez, J.
Hampe, E. Czech, Asia Pacific Coatings Journal, 2002,
August Awards Supplement, 8
d) J.A. González-Gómez, "Recueil des Conférences
Eurocoat 2003, Vol. II", Lyon, 2003, 119
e) R. Dersch, U. Dittrich, J.A. González-Gómez, F. Tiarks,
"XXVII FATIPEC Congress, Congress book Vol. 1",
Aix-en-Provence, 2004
f) J.A. González-Gómez, "Conference Proceedings Iron
Oxides for Colorants & Chemical Applications 2004",
Amsterdam, 2004
g) J.A. González-Gómez, "Conference Papers DIY Paint
Retailing 2004", The Hague, 2004
[2] a) H. Endriß, "Inorganic coloured pigments today", Curt
R. Vincentz, Hannover, 1998
b) G. Buxbaum (Hrsg.), "Industrial inorganic pigments",
Wiley-VCH, Weinheim, 1998
c) R.M. Cornell, U. Schwertmann, "The Iron oxides:
structure, properties, reactions, occurrences and uses",
Wiley-VCH, Weinheim, 2003
Ergebnisse auf einen Blick
Stir-in-Pigmente
der
Produktreihe
"Xfast"
sind
wasserdispergierbar und verhalten sich daher wie
wasserlösliche Farbstoffe. Ihr Schwerpunkt liegt in der
Anwendung
von
wässrigen
Bautenfarben.
Die
Mikrogranulate haben eine hervorragende Lagerfähigkeit,
und sind leicht zu handhaben und schnell dispergierbar. Es
enstehen homogene wässrige Pigmentdispersionen.
- Die Pigmente sind durch ihre Granulatform rieselfähig,
leicht zu fördern, zu dosieren und staubarm.
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- Stir-in-Pigmente werden beispielsweise für die Herstellung
bunter Basisfarben und von Volltönfarben in der
Farbenfabrik genutzt.
- Die Lieferform von transparenten Eisenoxidpigmenten als
Stir-in-Pigment erlaubt ein Verfahren ohne intensives
Dispergieren: Hinzufügen zur klaren Holzlasur, einrühren,
fertig. Die Palette der Naturholzfarben wird so durch
Zumischen verschiedener Mengen der Stir-in-Versionen
erreicht.
- Durch die Lieferform als staubarme Granulate entfallen die
Arbeitsschritte "Dispergieren" und "Mahlen". In Logistik und
Produkten wird eine höhere Flexibilität erreicht. Die
Stir-in-Pigmente sind vielseitig für unterschiedliche
Farbsysteme zu verwenden.
Dr. Juan-Antonio González-Gómez,
BASF AG, studierte Chemie an der Technischen Universität
Darmstadt mit dem Schwerpunkt Organische Chemie und
promovierte 1986 auf dem Gebiet der Radikalchemie. 1987
trat er in die Zentrale Pigmentforschung der BASF ein, 1989
übernahm er die Pigmentgruppe der Lackforschung der
BASF Lacke + Farben AG in Münster. Seit 1992 arbeitet er
in verschiedenen Positionen innerhalb der Entwicklung und
Anwendungstechnik für Lackpigmente der BASF in
Ludwigshafen. Zur Zeit verantwortet er im Strategischen
Marketing des Bereichs Performance Chemicals das
Technische Marketing Colorants der Einheit Performance
Chemicals
for
Decorative
Coatings.
Er
ist
schwerpunktmäßig
zuständig
für
die
Anwendungsentwicklung und Anwendungstechnik von
Stir-in-Pigmenten.
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Abb. 1: Morphologie von Stir-in-Pigmenten in Granulatform.
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Abb. 2: Stir-in-Pigmente: Vorteile in der Handhabung und Verarbeitung.
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Abb. 3: Farbmittel für Mischsysteme für Dekofarben.
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Abb. 4: "Xfast" Stir-in-Pigmente für Bautenfarben.
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Abb. 5: Herstellung von Holzlasuren durch Mischung mit transparenten
Eisenoxid-Stir-in-Pigmentgranulaten.
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Abb. 6: Darstellung der Naturholzfarben mit Stir-in-Pigmenten.
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