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Eichreihen

Herstellung

Die Herstellung der Eichreihen erfolgt völlig praxisnah. Gesucht werden nicht optischen Daten losgelöst von jedem Bezug zum gegebenen Mischsystem. Es sollen vielmehr die optischen Daten der verwendeten Farbmittel exakt so ermittelt, wie sie in der aktuellen Lack- oder Anstrichfarbenqualität zur Wirkung kommen - in der notwendigen PVK, mit gegebenen Dispergierzustand mit allen möglicherweise herrschenden Flockungs- und sonstigen Störungen. Jede einzelne Eichapplikation muss in der Zusammensetzung so angefertigt werden, als ob es um ein zu verkaufendes Produkt der resultierenden Farbe ginge.

Rezepte der Eichreihen

Die Mischungsverhältnisse der anzufertigenden Eichreihen ergeben sich gelegentlich aus den mathematischen Fähigkeiten der vorhandenen Software.
Verlangt das zur Anwendung kommende FRB-Programmes grundsätzlich einen "Vollton", eine Schwarz- und eine Weißmischung in deckender Applikation, so kann man davon ausgehen, dass die Kubelka-Munk-Theorie in der einfachsten Version verwendet wird, wo nur die Verhältnisse A/S eine Rolle spielen und nicht die absoluten Aλ und Sλ bestimmt werden, sondern lediglich die auf die auf A/Sλ-Werte des Weiß bezogenen A/Sλ-Werte der Farbmittel.
Solche Programme können durchaus befriedigende Resultate bringen. Allerdings können sie nie den Einfluss des Untergrundes berechnen, beispielsweise die Farbe eines Rezeptes auf weißem und auf schwarzem Untergrund berechnen und kein Deckvermögen, bzw. die notwendige PVK.
Bei Programmen, welche die volle Theorie verwenden, gibt es nahezu keine Einschränken bei der Herstellung der Eichreihen, ja es können sogar beliebige Applikationen von Lacken etc. mit mehreren(!) Farbmitteln aus der Produktion (mit bekannten Konzentrationen) in den Eichreihen verwendet werden.

Besondere Rolle von Weiß und Schwarz

Weil TiO2 bzw. das Weißkonzentrat in jedem Fall eine wichtige Rolle spielt, zum einen weil es in den meisten Rezepten vorkommt, zum andern weil zuerst einmal seine optischen Daten bekannt sein müssen, um dann die Daten der Farbmittel in der Mischung mit Weiß berechnen zu können, sind die Eichreihen des Weiß besonders wichtig.
Ähnliches gilt für Schwarz. Auch Schwarz dient als "optische Sonde" zur Ermittlung der optischen Eigenschaften der anderen Farbmittel in einem Mischsystem.

"Milchkaffee"

Ein Beispiel aus dem Alltag:
Man könnte den Milchgehalt von Dosenmilch aus ihrem Aufhellvermögen in Kaffee messen. Die Milch ist umso stärker, je heller der Kaffee durch Zusatz eines Kaffeelöffels Milch wird, weil sie den Kaffee durch ihr Lichtstreuvermögen aufhellt.
Umgekehrt kann man die Kaffeestärke dadurch testen, dass man seine Reaktion auf Milchzusatz bestimmt. Je heller er bei Zusatz eines Quantums Testmilch wird, desto "dünner" ist er oder in der Sprache der Kubelka-Munk-Theorie, desto geringer ist seine Farbstärke bzw. seine Lichtabsorptionsvermögen.
Wie die Milch im Beispiel ist Weiß die Lichtstreu-Sonde zur Ermittlung des Absorptionsvermögens der Farbmittel.
Wie Kaffee ist Schwarz die Lichtabsorptions-Sonde zur Ermittlung der Lichtstreuung
der Farbmittel.

Konzentrationen

Man muß sich einmal entscheiden, wie man die Konzentrationen im gegebenen Mischsystem definieren möchte. Sollen Pasten in der gegebenen Konzentration als 100%iges Farbmittel behandelt werden oder will man mit reinen Pigmentkonzentrationen arbeiten?
Bei Dispersionsfarben wird oft der reine "Weißbinder" ohne Rücksicht auf seine gegebene TiO2 -Konzentration als 100%iges Weiß angesehen und die verwendeten "Colorant" - Präparationen als 100%ige Farbmittel.
5% Gelb bedeutet dann: 5 Teile Colorant Gelb in 95 Teilen Weißbinder.

Wie viele Konzentrationsstufen

umfasst eine Eichreihe?
Da die zwei Unbekannten Werte Aλ und Sλ zu bestimmen sind, genügen theoretisch je Farbmittel zwei Stufen, z.B. Vollton und eine Weißaufhellung. In der Praxis werden oft weitere Stufen hergestellt und zwar aus folgenden Gründen:
Entweder man arbeitet tatsächlich nur mit einem Aλ , Sλ -Datensatz, der für alle Konzentrationen gilt und möchte mittlere Aλ und Sλ per Ausgleichsrechnung über alle Konzentrationen berechnen oder man berechnet konzentrationsabhängige Aλ
und Sλ mit "Zuständigkeiten" für den Volltonbereich und weitere für hellere und für den Pastellbereich.
Die folgenden Empfehlungen gelten für Programme, die mit nicht deckenden Applikationen zurecht kommen und die optischen Daten aus den R-Werten über schwarzem und weißem Untergrund gemäß den Gleichungen 5, 6 ,7 berechnen können.

Applikation des Bindemittels

auf s/w
Zur Ermittlung der optischen Daten des Bindemittels, isbesondere wenn es nicht wasserklar ist, ist ein Bindemittelfilm auf s/w-Grund in normaler Schichtdicke erforderlich.

Konzentrationsreihe Weiß

Hier wird wegen der Sonderrolle des Weiß und zur möglichst genauen Bestimmung seiner Lichtstreukoeffizienten ein einziges Mal vom Prinzip der Praxisnähe abgewichen und es werden außer der praxisgerechten Weißapplikation noch zwei oder mehr "verdünntere" Applikationen hergestellt.
a) Praxisgerechte Applikation des Weiß in der maximal vorkommenden TiO2-Konzentration (wahrscheinlich nicht ganz deckend!) in normaler Schichtdicke auf s/w-Untergrund (z.B. 200µm nass).
b) Applikation mit halbiertem TiO2 -Gehalt
c) Applikation mit ¼ TiO2 -Gehalt

Schwarz

wird im Prinzip wie Bunt behandelt
Außer dem Vollton wird eine geometrische Konzentrationssreihe b) bis e) in Mischung mit Weiß hergestellt.
Eine generelle Empfehlung über die Schwarzkonzentration kann nicht gegeben werden, weil es auf die verwendeten Pasten und auf den TiO2 -Gehalt des Weiß ankommt. Jedoch sollten die R-Kurven der Weißaufhellungsreihen den Bereich zwischen R = 0% und 60-70% gleichmäßig abdecken.
Zur Orientierung:
R=60% entspricht einem L=81, ist also bereits ein helles Grau etwa vergleichbar mit RAL 9018 "Papyrusweiß". Wird dieses helle Grau bei Stufe e) z.B. mit 0,1% Schwarz bezogen auf die Pigmentierung Weiß + Schwarz erreicht, so ergeben sich folgende Stufen, wobei sich die weiß aufgehellten Stufen im Schwarzgehalt um den Faktor 5 unterscheiden.

Die Zahlenwerte in der Spalte "Konzentration" sind reine Pigmentmischverhältnisse.
Sie sind lediglich bei der Konzeption der Eichreihen interessant. Im Eingabeprogramm für die Rezepte der Eichapplikationen sind aber die Konzentrationen im System anzugeben, z.B. bei Stufe a) 8% Rußpaste, 92 % Bindemittellösung.
Die grauen Applikationen werden im allgemeinen decken. Alle sollten in der PVK praxisnah eingestellt werden, d.h. nicht höher pigmentiert sein als zur Deckung bei der normalen Schichtdicke nötig.

Stufe Konz.
Schw./(Schw.+Weiß)
%
Hellbezugwert 
Y
a 100  ≈ 0 - 4
b 12,5  ≈ 3 - 8
c 2,5 ≈ 15
d 0,5  ≈ 35
e 0,1  ≈ 60

Konzentrationsreihe Bunt

Hier kommt im Vergleich zu der Eichreihe des Schwarz noch ein mit Schwarz gemischter Vollton hinzu, jedoch nur bei Farbmitteln, die auf Schwarzzusatz eine deutliche Reaktion zeigen, also nicht bei solchen Pigmenten, die im Vollton schon nahezu schwarz aussehen, wie Dioxazinviolett und die Phthalocyanine.
Das Weißmischungsverhältnis der Stufe e) wähle man der Verwendung des jeweiligen Pigmentes und seiner Farbstärke gemäß. Unter Umständen ist nicht 0,1% als geringste Konzentration angebracht sondern 1 - 2% , ferner ein Reihenfaktor von Stufe zu Stufe von 3 oder 2.
Wenn das Pigment (z.B. P.R.112) mangels Echtheiten bei Weißaufhellung nur im Volltonbereich eingesetzt wird, hat es wenig Sinn, seine optischen Daten aus Applikationen abzuleiten, wo ein großer Weißüberschuß herrscht.
Umgekehrt wird man für ein Pigment, das überwiegend als Nuancierpigment und nur selten volltonnah verwendet wird, eher eine Reihe ähnlich der Reihe für Schwarz herstellen, u.U. sogar den Vollton durch eine volltonnahe Mischung z.B. 80 Teile Bunt + 20Teile Weiß ersetzen, weil sehr dunkle Volltöne oft bereits messtechnische Schwierigkeiten machen.

Eichreihe für ein Volltonpigment

Stufe Kommentar Konz.
Bunt/(Bunt+Weiß)
%
a Vollton 100
b Schwarzmischung 98+2 Schwarz
c Weißmischung 75
d Weißmischung 60
e Weißmischung 50

Die Mischungen c) und d) können auch entfallen, wenn man Arbeit sparen will. Sie dienen mehr oder weniger nur der statistischen Absicherung der Ergebnisse.
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