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Effektpigmente: Wie Licht das Spiel der Farben steuert

Farben und Lackproduktion

Iriodin-Pearlets ermöglichen ein nahezu staubfreies Drucken.

Wie werden Perlglanzpigmente hergestellt und wie entstehen die Effekte, die durch sogenannte Effektpigmente hervorgerufen werden sollen, wirklich? Erstaunliche Antworten finden sich bei der Merck KGaA, die das notwendige Know-how systematisch ausbaut.

Farben erzeugen Effekte. Sie erregen Aufmerksamkeit und wecken Emotionen. Sie machen unseren Alltag „bunt“ und lebendig. Nicht weniger als 100000 Farbtöne kann das menschliche Auge unterscheiden. Diese große Vielfalt an farblichen Abstufungen lässt sich auch in den Bereich der Druckveredelung übertragen.
Zum Beispiel Effektpigmente sind auf fast „magische“ Weise in der Lage, die nahezu grenzenlosen Facetten der natürlichen Farben nachzustellen. Der führende Hersteller von Effektpigmenten weltweit für die Veredelung von Verpackungen und sonstigen Druckerzeugnissen ist die Merck KGaA. Und zu den umsatzstärksten Produktreihen des Pharma- und Chemie-Riesen mit Zentrale in Darmstadt gehören neben Flüssigkristallen (mit rund 800 Mio. Euro Jahresumsatz nach eigenen Angaben Weltmarktführer) im Segment der Spezialchemie sogenannte Effekt- und Perlglanzpigmente. Auf Schicht-Substrat-Basis beruhend ahmen diese den schillernden Effekt – wie ihn beispielsweise die Oberfläche einer Perle zeigt – auf einfache Weise nach: Dazu werden transparente Plättchen einer Trägersubstanz, zum Beispiel Glimmer oder Borsilikatplättchen, mit einer oder mehreren hauchdünnen Metalloxidschichten überzogen. Die mehrfachen Reflexionen des Lichts an diesen Schichten bewirken einzigartige Glanz- und Farbeffekte.

Ronald Zimmermann, Supervisor Production, GFA 12 im Werk Gernsheim von Merck, demonstriert ein Analysegerät im Bereich Effektpigment-Produktion.

Von der ältesten Apotheke... Das Pharma- und Chemie-Unternehmen Merck ist wahrlich einer der großen „Player“. Denn es handelt sich um ein weltweit tätiges Pharma- und Chemie-Unternehmen mit über 33000 Mitarbeitern in 61 Ländern (Stand: 31. Dezember 2009) und 55 Produktionsstätten in 25 Ländern. Aber nicht nur das: Nicht jedem dürfte allerdings bekannt sein, dass Merck auch das älteste pharmazeutischchemische Unternehmen der Welt ist, das aus einer normalen Apotheke in Darmstadt (1668) hervorgegangen ist.

... zur Spezialitätenchemie. „Wir investieren große Beträge in Forschung und Entwicklung. Dabei zeugen viele Beispiele wie die erste Erforschung der Flüssigkristalle vor mehr als 100 Jahren vom Pioniergeist der Menschen bei Merck“, wie Markus Kaiser, Leiter Kommunikation für Performance Materials der Merck KGaA, gegenüber Deutscher Drucker zum Ausdruck bringt. „Und mit den Perlglanz-Effektpigmenten besetzen wir eine hochspezialisierte Nische des Pigmentmarkts“, so Kaiser weiter.
Anders als sogenannte Grundchemikalien-Hersteller befasst sich Merck ausschließlich mit Spezialchemie und dabei eben Spezialitäten wie zum Beispiel dem bekannten Iriodin-Perlglanzpigment. Was dort zum Einsatz kommt, ist nichts anderes als ein lebensmittelechtes Pigment aus Glimmer (engl. = Mica). „Wir betreiben eigentlich Bionik“, ergänzt Pigments-Marketing-Managerin Ines Kahlert. „Wir begannen damit, den natürlichen Glanz einer Perle nachzustellen. Heute umfasst unser Portfolio eine Vielzahl an Effektpigmenten, angefangen von Silberweißen über Goldglanz-, Interferenz-Pigmente bis hin zu Erdtönen und sogenannten Multicolor-Effektpigmenten. Durch die Variation der Pigmentteilchengröße entstehen glitzernde oder seidenmatt glänzende Effekte. Aufgrund der Semitransparenz der Effektpigmente können mit verschiedenen Untergrundfarben individuelle Farbgestaltungen erzielt werden.“
Bilden natürliche Perlmuscheln bei Eindringlingen gleich mehrere Kalkschichten übereinander aus, so stellt Merck diesen Prozess nach, indem kleine Plättchen zum Einsatz kommen, die zuerst aus natürlichen Substanzen wie eben Glimmer erzeugt und mit mehreren Metalloxydschichten (Eisen- oder Titandioxid) unterschiedlicher Schichtdicken et cetera ummantelt wurden und so ganz unterschiedliche Effekte zeigten.
Glimmer als Ausgangsbasis. Glimmer gehören zu den häufigsten gesteinsbildenden Mineralen (Schichtsilicate) und sind wichtige Bestandteile vieler magmatischer (zum Beispiel Granite) und metamorpher (Glimmerschiefer, Gneise) Gesteine. Nicht von ungefähr nutzt Merck gerade dieses Pigment-Ausgangsmaterial. Denn Glimmer verfügt über eine sehr gute basale Spaltbarkeit (parallel zu den Schichtpaketen sehr gut in dünne, biegsame und elastische Blättchen spaltbar). Will sagen, dass sich Merck genau diese Eigenschaft zu Nutzen macht, denn dann können die feinen Partikel auch zu einem homogenen Erscheinungsbild beim Effektpigmentüberzug oder bei der Lackierung mit Effektpigment führen. Es liegt ja sowieso in der Natur der Sache, dass Chemieunternehmen gerne in der Natur vorkommende Substanzen synthetisch herstellen wollen. Das war im Falle Glimmer-Pigmente bei Merck nicht anders.

Die Grafik zeigt, wie sich die gebräuchlichsten Pigmenttypen in ihren physikalischen und druck- beziehungsweise veredelungstechnischen Eigenschaften von­einander unterscheiden.

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