STAPA - tdtka.rutdtka.ru/ECKART_pigmenti_dlya_himii.pdf · Metallpigmente dienen in der Lack- und Anstrichmittelindustrie sowohl der Effektgebung als auch der Erfüllung funktioneller

Aluminiumpasten für Metallic-Effekte Aluminium pastes for metallic effectsTechnische Informationen/Technical information

STAPA®

3 Einleitung / Introduction

4 Herstellung / Processing

5 Produktreihen / Product range

6 – 17 Eigenschaften / Characteristics

18 – 23 Produkte / Products

24 – 25 Anwendungen / Applications

26 – 30 Qualitätskontrolle/Prüfmethoden / Quality control/Test methods

InhaltContents

2 ECKART

Metallpigmente dienen in der Lack- und Anstrichmittelindustrie

sowohl der Effektgebung als auch der Erfüllung funktioneller Auf-

gaben. Effektpigmente sind stets blättchenförmig (Flakes) und

haben, verglichen mit Farbpigmenten, überproportional große

Partikeldurchmesser. Während Farbpigmente Partikelgrößen im

Wellenlängenbereich des sichtbaren Lichts zeigen, liegen die

Blättchen durchmesser von Effektpigmenten im Allgemeinen bei

5 – 45 µm.

Metallic pigments are used in the paints and coatings industry both

for their appearance and to fulfil certain functions. Special-effect

pigments are always in the form of flakes and particle diameter is

larger than that of colour pigments. While the particle size of colour

pigments is in the wavelength range of visible light, the flake

diameter of special effect pigments is generally around 5 – 45 µm.

Einleitung Introduction

ECKART 3

4 ECKART

Die Eigenschaften der Metallpigmente lassen sich in vielen Fällen

direkt vom Herstellungsprozess ableiten. Während die heute erhält-

lichen Goldbronzepigmente trocken in Kugelmühlen zerkleinert

werden (Hametag-Prozess), werden die modernen Aluminium-

pigmente aus Sicherheitsgründen fast ausschließlich nach dem sog.

Hall-Verfahren durch Nassmahlung in Testbenzin hergestellt.

Ausgangsmaterial ist ein atomisierter, spratziger Aluminiumgrieß

der Mindestreinheit 99,5 % nach EN 576, welcher in Kugel mühlen

in Testbenzin und in Gegenwart eines Mahlhilfsmittels (Schmier-

mittels) zu blättchenförmigen Teilchen verformt bzw. zerkleinert

wird.

Die Auswahl der Zerkleinerungsparameter und des Schmiermittels

werden dabei von den Anwendungsgebieten der Pigmente

bestimmt. Die nach dem Zerkleinern anfallende Pigmentsuspen-

sion wird gesiebt, auf Filterpressen abgepresst und in Mischern auf

die handelsübliche Zusammensetzung von 65 % Festkörper und

35 % Lösemittel ergänzt.

Beim Ergänzen des Filterkuchens kann man das Endprodukt durch

Auswahl spezieller Lösemittel oder durch Zugabe von bestimmten

Additiven für den jeweiligen Anwendungszweck „maßschneidern“.

In many cases the properties of metallic pigments can be deduced

directly from the production process. The gold bronze pigments

available today are milled dry in ball mills (Hametag process), but

for reasons of safety modern aluminium pigments are produced

almost exclusively using the Hall process in white spirit in a wet

milling process.

The raw material is atomized, irregular powder with a minimal

purity of 99.5 % according to EN 576 which is milled or shaped

into flake-like particles in ball mills in white spirit in the presence of

a lubricant.

The milling parameters and the lubricant are determined by the

application for which the pigment is intended. The pigment

suspension produced after milling is screened, pressed on filter

presses and mixed in mixers to the standard combination of 65 %

solids and 35 % solvent.

The final product can be adapted for its later application by the

addition of a special solvent or by adding special additives to the

filter cake.

Herstellungsprozess Production process

STAPA®

HerstellungsprozessProduction process

1 AL min. 99,5 % DIN 1712

2 Schmelze / Melting

3 Verdüsung / Atomizing

4 Sieb / Sieving

5 Kugelmühle / Ball mill

- Testbenzin / Mineral spirit

- Schmiermittel / Lubricant

6 Sieb / Sieving

7 Filterpresse / Filterpress

8 Mischer / Mixer

9 STAPA® Aluminiumpaste / Aluminium paste

1

2

3

4

5

6

8

9

7

ECKART 5

STAPA® METALLIC –breite Teilchengrößenverteilung (TGV), hohe Deckfähigkeit, eher grau

STAPA® MOBILUX – enge TGV, sehr farbrein, für klare Farben

STAPA® METALLUX 200 –

grobe Sparkle-Typen, Glitzereffekt

STAPA® METALLUX 600 – sehr hohe Deckfähigkeit, fein, grau

STAPA® METALLUX 8000 – enge TGV, fein, für reine Farben

STAPA® METALLUX 9000 –

„seidenglanz“, fein, wenig Flop, hell

STAPA® METALLUX 2000 – Standard-Silberdollar

STAPA® METALLUX 3000 – silberdollar, hohe Brillianz, enge TGV

STAPA® METALLUX 4000 – silberdollar, excellente Brillianz, dunkler Flop

STAPA® METALLUX 1000 –deckfähigkeit, Brillianz und Sparkle in einem

STAPA® METALLUX 4800 –weißer Silberdollar, hell in allen Winkeln

NDF – ringleitungsstabile Pigmente, mittlere Feinheit, für sehr

klare Farbtöne.

ALOXAL® – champagnerfarbene Aluminiumpigmente für ganz

neue Farbtöne, ringleitungsstabil.

STAPA® METALLIC – wide particle size distribution (PSD), high tinting strength, greyish

(fine range)

STAPA® MOBILUX – narrow PSD, high colour purity, for clear shades

STAPA® METALLUX 200 – coarse sparkle types, glitter effect

STAPA® METALLUX 600 – very good hiding power, fine, grey in fine range

STAPA® METALLUX 8000 – fine, narrow PSD, for clear shades

STAPA® METALLUX 9000 – “silky gloss”, fine, bright over all angles, low flop

STAPA® METALLUX 2000 – standard silver dollar

STAPA® METALLUX 3000 –silver dollars, very narrow PSD, high brilliance

STAPA® METALLUX 4000 –silver dollars, excellente brilliance, dark flop

STAPA® METALLUX 1000 – high brilliance, sparkle and hiding in one pigment

STAPA® METALLUX 4800 – white silver dollars, light over all angles

NDF – pigments are stable in circulation lines, medium fine, for

very clear shades.

ALOXAL® – champagne-coloured aluminium pigments for

completely new shades, stable in circuit systems.

STAPA® METALLIC/MOBILUX/METALLUX

METALLUX = MEX

MOBILUX = MOX

METALLIC = MIC

Produktreihen im Überblick Overview of product ranges

25 40

Teilchengrößenverteilung / Particle size distribution [µm]

MIC

MEX 2000

MEX 3000/4000

MEX 1000

MEX 4800

MEX 9000

MEX 8000

MEX 600

MEX 200

MOX

6 ECKART

BenetzungsverhaltenBei den verschiedenen Herstellungsverfahren muss zur Vermeidung

von Kaltverschweißungen ein Mahlhilfsmittel zugesetzt werden.

Dieses beeinflusst in charakteristischer Weise das Benet zungs-

verhalten der Metallpigmente. Grundsätzlich unterscheidet man

leafing und non-leafing Pigmente.

Leafing PigmenteVon leafing Pigmenten spricht man, wenn sie aufgrund hoher

Grenzflächenspannung vom Bindemittel nicht benetzt werden und

deshalb im Nassfilm aufschwimmen. Diesen Effekt erzielt man z. B.

durch Verwendung von Stearinsäure als Schmiermittel (Grafik 1).

Typische Eigenschaften und Anwendungsgebiete zeigt Tabelle 1.

In Lacksystemen mit stark polaren Löse- oder Bindemitteln besteht

immer die Gefahr, dass leafing Pigmente durch Benetzung „absau -

fen“ und zu non-leafing Pigmenten werden. Diese Eigenschaft ist bei

der Formulierung von Anstrichstoffen zu berücksichtigen. Im Bedarfs-

fall sind spezielle leafing stabilisierte Pigmente zu verwenden.

Wetting behaviourA lubricant must be used in the various production processes

to avoid coldwelding. This has a typical effect on the wetting

behaviour of the metallic pigments. A distinction is drawn between

leafing and non-leafing pigments.

Leafing pigmentsDue to their high surface tension leafing pigments are not wetted

by the binder and therefore float on the wet film. This effect is

achieved by the use of e.g. stearic acid as lubricant (Fig. 1). Table 1

shows typical properties and areas of use.

In paint systems with strongly polar solvents or binders there is

always a danger that the leafing pigments will “drown” through

wetting and turn into non-leafing pigments. This possibility must

be taken into account when drawing up the formula of paints. If

necessary special leafing stabilized pigments should be used.

Benetzungsverhalten/Leafing Pigmente Wetting behaviour/Leafing pigments

STAPA®

Benetzungsverhalten leafing Aluminiumpigmente

Tabelle 1

Typische Eigenschaften Anwendung

Strahlenreflexionsvermögen – sichtbar – IR (Wärme) – UVIndustrielacke allgemein/ Tankanstriche/Dachanstriche

Barriereschutz durch lange Diffusionswege Korrosionsschutz

Chromeffekt Dekorationsanstriche

Leafing Verhalten abhängig von Löse- und Bindemittel – Polarität – Säurezahl – Wasser

Anstriche sind nicht abriebfest

Überlackieren problematisch

Wetting behaviour of leafing aluminium pigments

Table 1

Typical properties Application

high ability to reflect light – visible – IR (Heat) – UVindustrial paints in general/paints for tanks/roof coating

barrier protection due to long diffusion path corrosion protection

chrome effects decorative coatings

leafing behaviour depends on solvent or binder agent polarity – acid value – water

coatings can be rubbed off

overcoating difficult

Leafing Verhalten / Leafing behaviour

Grafik 1 / Fig. 1

Leafing Pigmente und Bindemittel

Leafing pigments and binding agent

Untergrund / Substrate

ECKART 7

Non-leafing Verhalten / Non-leafing behaviour

Grafik 2 / Fig. 2

Non-leafing PigmenteNon-leafing Pigmente entstehen entweder durch Zugabe von stark

polaren Substanzen oder Netzadditiven zu leafing Pigmenten oder

durch Verwendung spezieller Schmiermittel (z. B. Ölsäure) direkt

im Zerkleinerungsprozess.

Die non-leafing Pigmente werden vollständig benetzt und vertei-

len sich daher gleichmäßig im gesamten Lackfilm (Grafik 2).

Typische Eigenschaften und Anwendungsgebiete zeigt Tabelle 2.

Non-leafing pigmentsNon-leafing pigments are created either by the addition of strongly

polar substances or wetting agents to leafing pigments or by the

use of special lubricants (e.g. oleic acid) directly in the milling

process.

Non-leafing pigments are completely wetted and thus spread

evenly throughout the entire paint film (Fig. 2). Table 2 shows their

typical properties and areas of use.

Non-leafing Pigmente Non-leafing pigments

Benetzungsverhalten non-leafing Aluminiumpigmente

Tabelle 2

Typische Eigenschaften Anwendung

Orientierung im Lackfilm Grundierung

Absolut abriebfest Can coating

Überlackieren problemlos Coil coating

Einfärbungen möglichPolychromatische Effekte in Lack- und Druckfarben

Hammerschlageffekte

3D-Effekte

Fahrzeuglackierung

„Metallic“

Wetting behaviour of non-leafing aluminium pigments

Table 2

Typical properties Application

orientation in the paint film base coats

completely resistant to rubbing can coating

overcoating is no problem coil coating

combination with colour pigments possiblepolychromatic effects in paints and printing inks

hammerfinish

3D-effects

automotive paints

“Metallic”

Non-leafing Pigmente und Bindemittel

Non-leafing pigments and binding agent

Untergrund / Substrate

8 ECKART

Teilchenform – Teilchengröße – TeilchengrößenverteilungDurch die Zerkleinerung bzw. Verformung der spratzigen

Aluminium grieße entstehen in der Kugelmühle infolge der

Duktilität blättchenförmige Metallpigmente mit Formfaktoren

(Blättchen dicke : Blättchendurchmesser) von 1:50 bis 1:500.

Die Teilchenform variiert von unregelmäßigen Blättchen (Corn-

flakes) bis zu nahezu kreisrunden Teilchen, den so genannten

„Silber dollars“. Silberdollars sind die modernste Pigmentgene ration

mit herausragenden optischen Eigenschaften. Sie werden nach

einem sehr aufwendigen Verfahren unter Verwendung spezieller,

sehr feiner Grieße produziert.

Die statistische Blättchendicke kann je nach Produkt und Zer -

kleinerungstechnologie variieren, d. h. es handelt sich bei den ver-

schiedenen Pigmenten nicht um monodisperse Teilchen, sondern

um heterodisperse Systeme mit mehr oder weniger statistischer

Teilchengrößen- und Teilchendickenverteilung.

Die Teilchengrößenverteilung der Metallpigmente hat einen

entscheidenden Einfluss auf die optischen Eigenschaften der Appli-

ka tionen. Zur Charakterisierung der Pigmente und für die Qualitäts-

kontrolle ist deshalb eine Messung der Teilchengrößenverteilung

unerlässlich, aufgrund der Anisotropie der blättchenförmigen Teil-

chen aber nicht einfach.

Particle shape – particle size – distribution of particle sizeThe ductile nature of the metals used means that milling or crushing

of the irregular atomized powder in the ball mill creates flakes with

shape factors (flake thickness : flake diameter) of 1:50 to 1:500.

Particle shape varies from irregular flakes (cornflakes) to almost

completely round particles, the so-called “silver dollars”. Silver

dollars are the latest pigment generation and have excellent optical

properties. They are produced in an extremely elaborate process

using special, very fine granulates.

Statistical particle thickness can vary depending on the product

and the milling technology used, i.e. the various pigments are not

monodisperse particles but heterodisperse systems with a more or

less statistical distribution of particle sizes and thicknessess.

Particle size distribution in metallic pigments has a decisive

influence on the optical properties of the applications. It is essential,

therefore, to measure particle size distribution for quality control

and in order to classify the pigments, the anisotropy of the flakes

makes this difficult, however.

Teilchenform, Teilchengröße, Teilchengrößenverteilung Particle shape, particle size, distribution of particle size

STAPA®

ECKART 9

Optische EigenschaftenMetallpigmente erzeugen ihre charakteristischen Effekte durch

Reflexion und Streuung von einfallendem Licht an der Pigment-

oberfläche. Der Metalleffekt hängt im Wesentlichen ab von

· Teilchengrößenverteilung

· Teilchenform

· Formfaktor

· Oberflächenglätte

· Pigmentorientierung relativ zur Substratoberfläche

· Benetzungsverhalten (leafing – non-leafing)

Es ist nicht ganz einfach, den visuellen Eindruck des Metalleffekts

zu beschreiben bzw. messtechnisch zu erfassen, da er sich aus

einer Summe charakteristischer Einzeleffekte zusammensetzt. Man

unterscheidet folgende Qualitätsmerkmale:

· Farbton

· Helligkeit/Whiteness

· Brillanz (sparkle und metallischer Glanz)

· Färbekraft (Deckfähigkeit)

· Bunttonsättigung

· Abbildeschärfe/DOI

· Flop

Optical propertiesMetallic pigments create their characteristic effects through

reflection and scattering of light falling on the surface of the

pigment. The metallic effect depends mainly on

· particle size distribution

· particle shape

· the shape factor

· the smoothness of the surface

· pigment orientation in relation to the surface of the substrate

· wetting behaviour (leafing – non-leafing)

It is somewhat difficult to describe or measure the visual impression

of the metallic effect as it is made up of a number of characteristic

individual effects. The following quality criteria are distinguished:

· shade

· brightness/whiteness

· brilliance (sparkle and metallic gloss)

· tinting strength (hiding power)

· colour saturation

· DOI

· Flop

Optische Eigenschaften Optical properties

10 ECKART

FarbtonAluminiumpigmente haben keine Eigenfärbung, sie sind unbunt.

Was sie von Schwarz- und Weißpigmenten unterscheidet, ist der

metallische Glanz bzw. die Brillanz, hervorgerufen durch die Licht-

reflexion an den Pigmentblättchen.

Im Markt verfügbar bzw. in der Entwicklung sind inzwischen auch

farbige Aluminiumpigmente, deren Oberfläche mit farbgebenden

Mitteln beschichtet ist. Bekanntestes Beispiel sind goldfarbene, mit

Eisenoxiden belegte Aluminiumflakes (Paliocrom®, BASF Ludwigs -

hafen).

Ein weiteres neues Produkt sind Aluminiumpigmente, die durch

kontrollierte Oxidation eingefärbt werden. Diese „ALOXAL“-Typen

weisen eine champagnerfarbene Eigenfärbung auf, die neue Mög-

lichkeiten der Farbgebung eröffnet. Insbesondere bei der Abmi-

schung mit Farbpigmenten ergeben sich wärmere Farb töne als mit

konventionellen Aluminiumpigmenten.

Darüber hinaus sind ALOXAL-Pigmente witterungsstabil und ring-

leitungsbeständig.

ShadeAluminium pigments have no colour of their own, they are

achromatic, thus distinguishing from black and white pigments by

their brilliance, or metallic shine, which is caused by the reflection

of light from the pigment flakes.

Coloured aluminium pigments whose surfaces are coated with

colouring agents are now available or are under development. The

best known examples are goldcoloured aluminium flakes coated

with iron oxides (Paliocrom®, a trademark of BASF, Ludwigs-

hafen).

Also new are aluminium pigments coloured by controlled oxidation.

These “ALOXAL” types are champagne coloured pigments which

open up completely new colour possibilities. When mixed with

colour pigments, in particular, warmer shades can be achieved

than with conventional aluminium pigments.

ALOXAL pigments are also weather resistant and stable in

circulation lines.

Farbton/Brillanz, Helligkeit, Bunttonsättigung, Flop, Deckfähigkeit und DOIShade/brilliance, brightness, colour saturation, flop, hiding power and DOI

STAPA®

Brillanz, Helligkeit, Bunttonsättigung, Flop, Deckfähigkeit und DOIDer Metalleffekt, wie wir ihn z. B. von den Automobildecklackie-

rungen her als „Metallic“ kennen, wird wie bereits erwähnt durch

Reflexion und Streuung von Licht an den Pigmentblättchen hervor-

gerufen, die mehr oder weniger gut orientiert in einem klaren oder

transparent eingefärbten Lackfilm fixiert vorliegen.

Bestimmend für den visuellen Eindruck ist dabei das Verhältnis von

reflektiertem zu gestreutem Licht. Der Reflexionsanteil steigt mit

zunehmender Größe der Pigmentflächen, der Streulichtanteil da -

gegen mit der Anzahl diffus streuender Kanten (Grafik 3).

Brilliance, brightness, colour saturation, flop, hiding power and DOIThe metallic effect of e. g. car finishes is achieved by the reflection

and scattering of light on the flakes, which are better or worse

orientated in the film.

The visual impression created depends on the ratio between

reflected and scattered light. The proportion of reflected light

increases with the size of the pigment areas; the proportion of

scattered light increases with the number of edges scattering

the light (Fig. 3).

Reflexion und Streuung / Reflection and scattering

Grafik 3 / Fig. 3

Lackfilm/Paint film

Untergrund/Substrate

ECKART 11

Einfluss der Teilchengröße / Influence of particle size

Grafik 4 / Fig. 4

Je gröber also ein Pigment und je runder die Form der Blättchen,

desto höher ist der Reflexionsanteil und damit die metallische

Brillanz, die Helligkeit und die Bunttonsättigung in eingefärbten

Metallics. Auch der Flop, d. h. die Änderung der Helligkeit in

Abhängigkeit vom Betrachtungswinkel, nimmt zu.

In der Praxis erkennt man das Flopverhalten durch den Hellig keits-

Kontrast zwischen senkrechten und waagrechten Wagen partien bzw.

beim Betrachten eines Wagens aus verschiedenen Blickwinkeln.

Je feiner ein Pigment und je unregelmäßiger die Blättchen struktur,

desto höher ist der Streulichtanteil, desto gleichmäßiger und grauer

der Effekt, desto weißer der Flop und desto höher die Deckfähig-

keit und der DOI (Distinctiveness Of Image, Abbilde schärfe).

Je höher der DOI-Wert, desto schärfer ist die Abbildung

(Spiege lung von kontrastreichen Objekten wie Häuser, Wolken,

Bäume etc.) durch die lackierte Oberfläche (Lackglanz).

Besonders gefragt sind nun aber helle, brillante Metallpigmente

mit starkem Flop, die gleichzeitig auch eine hohe Deckfähigkeit

und Abbildeschärfe aufweisen. Leider hängen die erwünschten

Eigenschaften aber großteils gerade gegenläufig von der Teilchen-

größenverteilung ab (Grafik 4).

The coarser the pigment, the rounder the shape of the particles,

the higher the proportion of reflected light and thus of the

brilliance, brightness and colour saturation. Flop – the change

in brightness depending on the viewing angle, also increases.

In practice flop behaviour can be recognized from the difference in

brightness between the horizontal and vertical parts of the car or

by looking at a car from different angles.

The finer the pigment and the more irregular the particle

structure, the higher the proportion of scattered light, the more

uniform, the whiter the flop and darker the effect, the greater the

hiding power and the DOI (distinctiveness of image).

The higher the DOI, the clearer the image (reflection of objects

with high contrast such as buildings, clouds, trees etc.) by the

painted surface (paint gloss).

There is high demand for bright, brilliant metallic pigments

with strong flop which also have good coverage and DOI.

Unfortunately the desired properties depend on particle size

distribution in the opposite way (Fig. 4).

Brillanz, Helligkeit, Bunttonsättigung, Flop, Deckfähigkeit und DOI Brilliance, brightness, colour saturation, flop, hiding power and DOI

fein/fine grob/coarse

Helligkeit / Brightness

Brillanz / Brilliance

Bunttonsättigung / Colour saturation

Flop / Flop

Deckfähigkeit / Coverage

Abbildeschärfe / DOI

12 ECKART

Durch die Entwicklung von Pigmenten mit runder Kornform und

engem Kornband („Silberdollars“) gelang es, diese Forderungen

zumindest weitgehend zu erfüllen; nur bezüglich der Deckfähig-

keit blieben hier noch einige Wünsche offen. Heute ist es durch

spezielle Herstellungsverfahren möglich, Pigmente anzu bieten, die

auch in diesem Punkt näher an den Wunschvor stellungen liegen.

Sparkle-Effekt, Brillanz, starker Flop und hohe Farbstärke in einem

Pigment sind, in einem gewissen Rahmen, keine Utopie mehr

(z. B. METALLUX 1000).

The development of round shaped pigments within a narrow

particle size distribution (”silver dollars”) has made it possible to

fulfil these requirements to a large extent, only their hiding power

leaves something to be desired. Special production processes make

it possible today to offer pigments which are satisfactory even in

this respect.

Within limits, it is possible to produce a pigment which combines

sparkle effect, brilliance, strong flop and colour saturation (e. g.

METALLUX 1000).

Brillanz, Helligkeit, Bunttonsättigung, Flop, Deckfähigkeit und DOI Brilliance, brightness, colour saturation, flop, hiding power and DOI

STAPA®

Helligkeit L*45° / Brightness L*45°

L*45°

5 10 15 20 25 30 35 40

D 50 [µm]

75

70

65

60

55

50

MEX 2197MEX R 9760

MEX 4840MEX 4830

MIC R 807

MIC R 507

MEX R 8754MEX R 9755

MEX 3580

MEX 3560

MEX 3540

MOX R 167

MEX 214

MEX 2192MEX 2156

MEX 2154

MEX 2153

Helligkeit L*15° / Brightness L*15°

METALLUX 2000

METALLUX 3000

METALLUX 9000 / 8000

METALLUX 4800

METALLIC / MOBILUX

METALLUX 2000

METALLUX 3000

METALLUX 9000 / 8000

METALLUX 4800

METALLIC / MOBILUX

L*15°

5 10 15 20 25 30 35 40

D 50 [µm]

160

150

140

130

120

110

METALLUX = MEX

MOBILUX = MOX

METALLIC = MIC

METALLUX = MEX

MOBILUX = MOX

METALLIC = MIC

MEX 2197

MEX 4840

MEX 4830MEX 2192

MEX 2156MEX 2154

MEX 2153

MEX 3580

MEX 3560

MEX 3540

MEX R 9760

MEX R 8754

MEX R 9755

MIC R 807

MIC R 507

MOX R 167

MEX 214

ECKART 13

PigmentorientierungDie beschriebenen Qualitätsmerkmale Brillanz, Helligkeit, Buntton-

sättigung, Deckfähigkeit, Flop und Abbildeschärfe sind aber nicht

nur eine Funktion von Teilchengrößenverteilung und Kornform.

Daneben ist auch die Orientierung der Aluminium blättchen im

Lackfilm von ausschlaggebender Bedeutung für die Ausbildung

eines guten Metalleffekts (Grafik 5).

Einen optimalen Effekt erhält man bei paralleler Ausrichtung der

Blättchen zur Filmoberfläche. Schlechte Orientierung führt zu

„Wolkenbildung“ oder zu einem unruhigen „Salz- und Pfeffer-

Effekt“.

Die Orientierung der blättchenförmigen Pigmente wird im Wesent-

lichen durch die Formulierung und die Applikations bedingungen

beeinflusst.

Grafik 6 zeigt Vergleiche unterschiedlicher Pigmentklassen in zwei

verschiedenen Bindemittelsystemen. Durch das Abdunsten des

Lösemittels schrumpft der Nassfilm und presst praktisch die Alumi-

niumpigmente in eine horizontale Lage. Diese Ausrichtung ist

umso ausgeprägter, je höher der Lösemittelgehalt des Lackes war.

Dies wiederum erklärt die Beobachtung, dass die Pigment-

orientierung und damit auch die optischen Eigenschaften von

„low-solid-Basislacken“ wesentlich besser sind als die von

„high-solid-Lacken“.

Pigment orientationThe quality criteria described – brilliance, brightness, colour

saturation, coverage, flop and DOI – depend not only on particles

and particle size distribution, but also on the orientation of the

aluminium flakes in the paint film (Fig. 5).

Best effects are achieved when the flakes lie parallel to the surface

of the film. Poor orientation leads to ”clouding” or to an uneven

”salt and pepper” effect.

The orientation of flake pigments depends mainly on the formula

and on application conditions. Fig. 6 shows comparisons of diffe-

rent classes of pigments in two different binder systems.

The evaporation of the solvent causes the film to shrink and virtually

press the aluminium pigments into a horizontal position. The

higher the solvent content of the paint, the more pronounced this

effect is. This explains the observed phenomenon that pigment

orientation and thus the optical properties of ”low solid paints” are

considerably better than those of ”high solid paints”.

Einfluss der Teilchenorientierung auf den optischen EffektThe influence of particle orientation on optical effectGrafik 5 / Fig. 5

· schlechte Orientierung /

poor orientation

· ungerichtete Reflexion /

non-directional reflection

· schwacher Flop /

weak flop

· „Salz und Pfeffer“ /

“salt and pepper”

· gute Orientierung /

good orientation

· einheitliche Reflexion /

uniform reflection

· starker Flop /

strong flop

· „Sparkle“ /

“sparkle”

Metalleffekt (ME) verschiedener Pigmente in unterschiedlichen LacksystemenMetallic effect (ME) of different pigments in different paint systemsGrafik 6 / Fig. 6

ME 1800

1600

1400

1200

1000

800

600

400

200

0

Lack A / paint A

Lack B / paint B

c) d)b)a)

a) Silberdollar grob / silver dollar coarse

b) Silberdollar fein / silver dollar fine

c) breites Kornband / cornflakes wide par ticle size distribution

d) enges Kornband / cornflakes narrow par ticle size distribution

14 ECKART

Das abdunstende Lösemittel erzeugt jedoch innerhalb des Nassfilms

starke Turbulenzen und würde bei zu langsamer Verdunstungsrate

durch Bildung sog. Bénard’scher Zellen einer Orientierung des Alu-

miniumpigments im Wege stehen (Wolkenbildung).

Dies kann durch Mitverwendung von Bindemitteln, die die Löse-

mittel schnell abgeben (z. B. Celluloseacetobutyrate), bzw. durch

Zugabe von Additiven, die die Aluminiumpigmente fixieren,

vermieden werden. In der Literatur wird hier besonders auf die

positive Wirkung von Wachsdispersionen als „Abstandshalter“

hingewiesen; auch oberflächenaktive Substanzen werden hierfür

angeboten, jedoch muss deren Wirkung im jeweiligen Bindemittel

erst geprüft werden.

Mechanische Eigenschaften Die z. T. außerordentlich dünnen Metallpigmente sind gegen hohe

mechanische Scherkräfte überaus empfindlich.

Die Folgen einer zu starken mechanischen Belastung wären

Stippenbildung durch Verformung der Teilchen, Verlust der opti-

schen Qualitätsmerkmale durch Nachzerkleinerung der Pigmente,

im ungünstigsten Fall sogar chemische Reaktionen, da durch

Schaffung ungeschützter Metalloberflächen und dadurch bedingte

chemische Aktivierung der Metallpigmente diese mit dem Lack-

system in Wechselwirkung treten können.

Zu beachten sind die mechanischen Eigenschaften der Metall-

pigmente insbesondere bei der Dispergierung der Pigmente, aber

auch bei der Verarbeitung von Metalleffektlacken in kritischen

Pumpensystemen bzw. Ringleitungen.

The evaporating solvent creates powerful turbulences within the

wet film, however, and if evaporation is too slow these hinder the

orientation of the aluminium pigment through the formation of

so-called Bénard cells (clouding).

It is a help here to use binding agents which release the solvents

quickly (e.g. cellulose acetobutyrate) or to include additives which

fix the bronze particles. Attention is drawn in the relevant litera-

ture to the positive effect of wax dispersions as “distance keepers”;

surface active substances are also available for this purpose, but

their effect in the binding agent must be tested first.

Mechanical properties Extremely thin metallic pigments are sensitive to high mechanical

shear forces.

The consequences of mechanical shear stress caused by deformation

of the particles, the loss of optical properties by creating very fine

particles could be the creation of specs, and in the worst case

chemical reactions caused by the creation of unprotected metal

surfaces and thus the chemical activation of the metallic pigments

which can cause interaction with the paint system.

Attention should be paid to the mechanical properties of the

metallic pigments especially during dispersion but also when

special effect metallic paints are being processed in critical pump

systems or circulation lines.

Mechanische Eigenschaften Mechanical properties

STAPA®

ECKART 15

Verarbeitung von MetalleffektpigmentenVoraussetzung für eine optimale Effektausbildung und eine gleich-

mäßige und stippenfreie Lackierung ist eine vollständige Disper-

gierung der Metallpigmente im Lack. Um dies zu erreichen, ist

aufgrund der zuvor beschriebenen mechanischen Eigen schaften

eine gänzlich andere Vorgehensweise der Verarbeitung als bei

Buntpigmenten erforderlich.

Grundsätzlich sind für Metalleffektpigmente Dispergieraggre gate

zu verwenden, die das einzelne Teilchen mechanisch nicht zu stark

belasten. Eine zu starke mechanische Belastung kann zu Verfor-

mung und Nachzerkleinerung der Aluminiumpigmente führen. Die

Folge ist eine Verschlechterung des optischen Effektes.

In diesem Zusammenhang ist bei Rührwerken (Dissolvern) zum

einen auf eine niedrige Umdrehungszahl zu achten, empfehlens-

wert sind Umlaufgeschwindigkeiten von 500 – 800 rpm. Zum

anderen spielt die Form der Dissolver-Scheiben eine entscheiden de

Rolle, geeignet sind hier Flügelrührer, flache oder gezahnte Dissol-

ver-Scheiben. Wichtig ist zudem das Verhältnis zwischen Rührer-

und Kesseldurchmesser, das optimalerweise zwischen

0,5 und 0,7 liegen sollte.

Um Reste nicht dispergierter Pigmentpaste am Kesselboden

zu vermeiden und eine vollständige Dispergierung der Paste zu ge -

währleisten, sollte der Rührer während der Dispergierung bis weit

in das untere Drittel des Anteigekessels reichen.

Unterstützt wird das Homogenisieren der Paste durch ein Vor-

dispergieren des Metallpigmentes im Lösemittel. Das Verhältnis

Aluminiumpaste zu Lösemittel sollte etwa bei 1:1 bis 1:2 liegen.

Geeignete Lösemittel für die Vordispergierung von leafing

Pigmenten sind aromatische Kohlenwasserstoffe (z. B. Xylol) und

Testbenzin. Hier dürfen keine polaren Lösemittel und Dispergier-

Netzmittel verwendet werden, da die Pigmente sonst benetzt wer-

den und somit ihre leafing Eigenschaft verlieren.

Geeignete Lösemittel für die Vordispergierung von non-leafing

Pigmenten sind polare Lösemittel (z. B. Alkohole, Ester, Ether ester)

und Lösemittelgemische.

Processing metallic pigmentsComplete dispersion of the metallic pigments in the paint is essen-

tial if the full special effect is to be achieved and the coating is to

be even without specs. However, the mechanical properties

described above mean that the dispersion process is quite different

to that for colour pigments.

Aggregates are recommended that do not place a high mechanical

strain on to the individual flakes during the dispersion steps. High

shear may result in deforming and/or fracturing of the pigment

particles leading to a deterioration of the visual effect.

Stirrers (dissolvers) should therefore be operated at low speeds of

500 – 800 rpm. The shape of the dissolver discs is also important,

with blade stirrers, flat or toothed dissolver discs being most

suitable. A further important point is the ratio of the stirrer diameter

to the dispersion vessel diameter, which should ideally be some-

where between 0.5 and 0.7.

Please note the mixing blade should be close to the bottom of

the mixing vessel in order to ensure complete dispersion of the

pigment paste.

The homogenisation process is improved by first dispersing the

metallic pigment in a solvent. The ratio of aluminium paste to

solvent should be about 1:1 to 1:2.

Solvents suitable for the preliminary dispersion of leafing pigments

include aromatic hydrocarbons (e.g. xylol) and mineral spirit. Polar

solvents and dispersion wetting agents should not be used here,

otherwise the pigments are wetted, making them lose their leafing

characteristics.

Solvents suitable for the preliminary dispersion of non-leafing pig-

ments include polar solvents (e.g. alcohols, esters, ether ester) and

mixtures of these solvents.

Verarbeitung von Metalleffektpigmenten Processing metallic pigments

16 ECKART

Die Zugabe geeigneter Netzmittel kann den Verarbeitungsprozess

erleichtern, d. h. die Benetzung und das Separieren der Pigmente

beschleunigen. Zudem ist die Paste stabiler und neigt weniger zu

einer Reagglomeration der Pigmente.

Chlorkohlenwasserstoffe sind ungeeignet, da diese unter ungüns-

tigen Bedingungen Chlorwasserstoff abspalten können, welcher

mit dem fein verteilten Pigment reagieren würde. Auf Wasser -

freiheit der Lösemittel ist ebenfalls zu achten, um die Reaktion

unstabilisierter Pigmente mit Wasser auszuschließen.

Zur besseren Verarbeitung empfiehlt sich, die Aluminiumpigment-

pasten vorzulegen und das Lösemittel unter Rühren portionsweise

zuzugeben. Diese Vormischung kann dann entweder nach einer

Ruhephase („Einsumpfen lassen der Pigmentpaste“) oder sofort

mit einem Rührer (Dissolver) homogenisiert werden. Sind sämtliche

Pigmente gut dispergiert, so hat die Vormischung ein sämiges Aus-

sehen.

Folgende Reihenfolge der Lackherstellung ist empfehlenswert:

· Zuerst die Pigmentpaste vorlegen, dann das Lösemittel unter

ständigem Rühren zugeben.

· Nach der Homogenisierung sollte das Pigment-Slurry auf

Vorhandensein undispergierter Pastenreste überprüft werden.

· Nach dieser Kontrolle erfolgt das Auflacken, d. h. die ggf. wei-

tere Anteigung mit Lösemittel und die Zugabe weiterer Rezep-

turbestandteile, wie Bindemittel, Additive usw.

In vielen Fällen muss jedoch umgekehrt gearbeitet und das vor-

dispergierte Metallpigment in das Bindemittel eingerührt werden.

Grund ist ein Konzentrationsphänomen welches einen Pigment-

bzw. Lösemittelschock auslöst und eine Agglomeration der

Pigmente zur Folge hat.

Vor Festlegung der Produktionsabfolge sollte daher unbedingt

in Laborversuchen die richtige Reihenfolge der Lackzubereitung

ermittelt werden.

Während des gesamten Verarbeitungsprozesses ist es wichtig, die

Paste so gut wie möglich abzudecken, um eine starkes Verdunsten

des Lösemittels zu verhindern. Dies würde zu einer Reagglomera-

tion der Pigmente führen.

Adding appropriate wetting agents can help by accelerating

the wetting out of the pigments and separating them from each

other. In addition, this makes the paste more stable, and reduces

the risk of a pigment reagglomeration.

Chlorinated hydrocarbons are not suitable as, under unfavourable

conditions, they can split off hydrogen chloride which would react

with the finely dispersed pigment. Care should also be taken to

ensure that the solvent contains no water, to prevent the reaction

of unstabilised pigments with water.

For improved results, it is advisable to start with the aluminium

pigment paste and then add the solvent gradually while stirring.

This initial mix can then either be homogenised immediately or

after a while (“leaving the pigment paste to soak”) using a stirrer

(dissolver). If all the pigments are fully dispersed, the pigment mix

will take on a thick appearance.

We recommend the following sequence for manufacturing coatings:

· Firstly, put the pigment paste in the dispersion vessel, then

add the solvent, stirring constantly.

· Following homogenisation, the pigment slurry should be

inspected for signs of undispersed pigment paste.

· The next stage after this check will be the addition of more

solvent if necessary to give it a paste consistency, and the

addition of other ingredients such as binder, additives, etc.

It is, however, often necessary to reverse this procedure and to stir

the metallic pigment – after preliminary dispersion – into the binder

in order to avoid a pigment or solvent concentration shock, which

would lead to an agglomeration of the pigments.

It is therefore essential that laboratory tests be carried out in order

to find out the right sequence for the coating preparation before

production.

The paste should be covered as much as possible throughout the

process to limit evaporation of the solvent, which could lead to a

reagglomeration of the pigments.

Verarbeitung von Metalleffektpigmenten Processing metallic pigments

STAPA®

ECKART 17

Chemische Eigenschaften / Chemical properties

Tabelle 3 / Table 3

Verhalten gegenüber/Behaviour towards Aluminium

sauren Medien / Acid media Gasentwicklung, Vergrauung / Gas formation, greying

basischen Medien / Alcaline media Gasentwicklung / Gas formation

Halogenen / Halogens Gasentwicklung / Gas formation

Ringleitungsbeständigkeit In der Automobilindustrie werden die Lacke (Farbtöne) permanent

in Ringleitungen umgepumpt und bei Bedarf aus diesen abgezogen.

In kritischen Pumpensystemen, insbesondere jedoch an den Druck-

regelventilen zwischen Ringleitung und Sprüheinrichtung, treten

hohe Scherkräfte auf, welche zu einer Beschädigung der Metall-

pigmente führen können. Oft sind es jedoch lediglich nachträgliche

Dispergiervorgänge (Nachbenetzung durch lange Verweildauer

und Turbulenzen), welche zu einer Änderung des optischen Effekts

führen.

Für besonders aggressive Ringleitungen wurden daher spezielle

Aluminiumpigmente, die so genannten „non-degrading“-Flakes,

entwickelt. Durch ihre höhere Teilchendicke erweisen sich diese

Produkte als mechanisch besonders stabil. Allerdings bleiben auch

Orientierung, Flop und Farbstärke nicht unbeeinflusst von der ver-

änderten Geometrie.

Chemische Eigenschaften Die chemischen Eigenschaften von Aluminiumpigmenten schrän-

ken die Auswahl an Binde- und Lösemitteln stark ein (Tabelle 3).

Für wässrige Lacksysteme wurden speziell stabilisierte Alumini um-

pigmente entwickelt (STAPA® Hydro…), welche die Formulie rung

lagerstabiler Wasserlacke erlauben.

Degradation resistance In the automotive industry the individual paints (shades) are

constantly pumped round circulation systems and drawn off

as required. High shear forces arise in critical pump systems,

especially at the pressure control valves between the circulation

system and the spraying device and these can damage the metallic

pigments. Often however it is simply subsequent dispersion

processes (subsequent wetting through long dwell times and

turbulences) which lead to a change in the optical effect.

Special aluminium pigments, so-called “non-degrading flakes”

have therefore been developed for particularly aggressive

circulation lines. The greater thickness of the flakes gives these

products higher mechanical stability. The altered geometry is not

without effect on orientation, flop and colour intensity, however.

Chemical properties The chemical properties of aluminium, severely limit the choice

of binders and solvents (Table 3).

Specially stabilized aluminium pigments (STAPA® Hydro…) have

been developed for water-based paint systems which allow the

creation of water-based paints which are stable in storage.

Ringleitungsbeständigkeit / chemische Eigenschaften Degradation resistance / chemical properties

18 ECKART

STAPA® METALLICSTAPA® MOBILUX

STAPA®

* TE = Testbenzin / Mineral spirit

SA = Solventnaphtha / Solvent naphtha

STAPA® METALLICBreites Kornband, gute Deckfähigkeit, farbstark; vor allem im feinen

Bereich leicht grau (701/R707, 801/R807).

STAPA® MOBILUXEngeres Kornband, hohe Farbreinheit, für klare Farbtöne.

STAPA® METALLICWide particle size distribution, good coverage, intensive colour,

slightly grey especially in the fine range (701/R707, 801/R807).

STAPA® MOBILUX Narrower particle size distribution, high colour purity, for clear

shades.

STAPA® METALLICMOBILUX

Typ / Type

Nicht flüchtiger Anteil (Pigment) Non volatile content(pigment)

nach / acc. to DIN 55923 ± 2%

%

Flüchtiger Anteil (Lösemittel) Volatile content (solvents)


%

Löse- mittelart Type of solvents

*

Siebanalyse / Nasssiebung mit organischen Lösemitteln als SpülflüssigkeitScreen analysis / wet sieving with organic solvents as rinsing liquid

nach / acc. to DIN 53196[µm] <40 <44min. [%]

Teilchengrößenverteilung Particle size distribution

ermittelt mit determined withCILAS 1064

D10 D50 D90ca. / approx. [µm]

Spezifisches Gewicht (typischer Wert) Specific gravity (typical value)

In Anlehnung an acc. to DIN 53217

ca. / approx. [g/cm3]

METALLIC 501/R 507 65 35 TE / SA 99,0 99,5 7 21 44 1,5

METALLIC 601/R 607 65 35 TE / SA 99,5 99,9 5 18 37 1,5

METALLIC 701/R 707 65 35 TE / SA 99,8 99,9 5 16 34 1,5

METALLIC 801/R 807 65 35 TE / SA 99,9 99,9 4 14 31 1,5

MOBILUX 151/R 157 65 35 TE / SA 98,5 99,0 18 35 55 1,5

MOBILUX 161/R 167 65 35 TE / SA 98,5 99,0 11 26 47 1,5

MOBILUX 171/R 177 65 35 TE / SA 99,0 99,5 11 25 46 1,5

MOBILUX 181/R 187 65 35 TE / SA 99,0 99,5 11 24 45 1,5

ECKART 19

STAPA® METALLUX200 / 400

Typ / Type



%



%


*


nach / acc. to DIN 53196[µm]<63 <40 <44min. [%]







METALLUX 212/R 272 70 30 TE / SA 99,8 – – 31 54 77 1,6

METALLUX 214/R 274 70 30 TE / SA – 98,5 99,0 18 34 53 1,6

METALLUX 216/R 276 70 30 TE / SA – 98,5 99,0 14 30 51 1,6

METALLUX 217/R 277 65 35 TE / SA – 98,5 99,0 13 29 50 1,5

METALLUX 218/R 278 65 35 TE / SA – 98,5 99,0 12 28 49 1,5

METALLUX 414/R 474 65 35 TE / SA – 98,5 99,0 11 26 47 1,5

METALLUX 415/R 475 65 35 TE / SA – 99,5 99,9 9 24 45 1,5

METALLUX 416/R 476 65 35 TE / SA – 99,5 99,9 7 21 42 1,5

STAPA® METALLUX 200STAPA® METALLUX 400

STAPA® METALLUX 200Grobe Sparkle-Typen, sehr enges Kornband, für klare Farbtöne mit

Glitzereffekt.

STAPA® METALLUX 400Mittlere Feinheit, enges Kornband, für helle Silbereffekte.

STAPA® METALLUX 200Coarse sparkle types, very narrow particle size distribution, for clear

shades with sparkle effect.

STAPA® METALLUX 400 Medium fine, narrow particle size distribution, for bright silver

effects.

20 ECKART

STAPA® METALLUX 600STAPA® METALLUX 8000STAPA® METALLUX 9000

STAPA®



STAPA® METALLUX 600Relativ breites Kornband, fein, sehr gute Deckfähigkeit, im feinen

Bereich grau (618/R678).

STAPA® METALLUX 8000Fein, enges Kornband, für klare Farbtöne.

STAPA® METALLUX 9000„Seidenglanztypen“, sehr hell und fein, wenig Flop für seiden-

glänzende, helle Farbtöne.

STAPA® METALLUX 600Relatively wide particle size distribution, fine, very good coverage,

grey in fine range (618/R678).

STAPA® METALLUX 8000 Fine, narrow particle size distribution, for clear shades.

STAPA® METALLUX 9000 “Silky gloss types”, very bright and fine, low flop for silk gloss,

bright shades.

STAPA® METALLUX600 / 8000 / 9000

Typ / Type



%



%


*









METALLUX 612/R 672 65 35 TE / SA – – 99,9 9 20 33 1,5

METALLUX 617/R 677 65 35 TE / SA – – 99,9 5 13 26 1,5

METALLUX 618/R 678 65 35 TE / SA – – 99,9 4 12 24 1,5

METALLUX 8152/R8752 65 35 TE / SA – – 99,9 9 20 33 1,5

METALLUX 8154/R8754 65 35 TE / SA – – 99,9 9 20 32 1,5

METALLUX 9152/R9752 65 35 TE / SA – – 99,5 9 20 32 1,5

METALLUX 9155/R9755 65 35 TE / SA – – 99,5 6 18 33 1,5

METALLUX 9157/R9757 65 35 TE / SA – – 99,5 7 17 29 1,5

METALLUX 9160/R9760 65 35 TE / SA 99,5 – – 4 10 21 1,5

ECKART 21

STAPA® METALLUX 700Aluminium-Pigmentpasten für Can- und Coil-CoatingAluminium pigment pastes for can and coil coating

Die Metallux 700er-Reihe wurde speziell für Can- und Coil- Coating

Anwendungen konzipiert. Diese Pigmentreihe zeichnet sich durch

ein hervorragendes Benetzungsverhalten und eine gute Orientie-

rung aus.

Darüber hinaus weist die 700er Serie – im Vergleich zu Aluminium-

pigmenten mit ähnlicher Teilchengrößenverteilung – ein höheres

Deckvermögen und verbesserte Brillanz auf.

The Metallux 700 series have been designed for can and coil

coating applications exclusively. These pigments show an excellent

wetting behaviour and have a very good orientation.

Furthermore, the 700 series is striking among other aluminium

pigments with similar particle size distribution with its higher

hiding power and improved brilliance.

STAPA® METALLUX 700

Typ / Type



%



%


*


nach / acc. to DIN 53196[µm] <45 <40 <25min. [%]







METALLUX 730 CC 65 35 TE / SA – 99,0 – 13 29 47 1,5

METALLUX 750 CC 65 35 TE / SA – – 99,5 9 21 35 1,5

METALLUX 760 CC 65 36 TE/SA – – 99,5 8 20 34 1,5v

METALLUX 770 CC 65 35 TE / SA – – 99,5 6 16 30 1,5

METALLUX 790 CC 65 35 TE / SA 99,9 – – 4 10 22 1,5

22 ECKART



STAPA® METALLUX 1000STAPA® METALLUX 2000STAPA® METALLUX 3000STAPA® METALLUX 4000STAPA® METALLUX 4800

STAPA®

STAPA® METALLUX 1000Farbstärke/Deckkraft und Sparkle-Effekt in einem Pigment, hohe

Brillanz.

STAPA® METALLUX 2000Standard-Silberdollar

STAPA® METALLUX 3000 / STAPA® METALLUX 4000Sehr enges Kornband, exzellente Brillanz und Farbreinheit.

STAPA® METALLUX 4800Weißer Silberdollar, hell in allen Winkeln.

STAPA® METALLUX 1000 Tinting strength/coverage and sparkle effect in one pigment, high

brilliance.

STAPA® METALLUX 2000Standard silver dollar

STAPA® METALLUX 3000 / STAPA® METALLUX 4000 Very narrow particle size distribution, excellent brilliance and colour

purity.

STAPA® METALLUX 4800 White silver dollars, light over all angles.

STAPA® METALLUX1000 / 2000 / 3000 / 4000 / 4800

Typ / Type



%



%


*









METALLUX 1051 70 30 TE / SA – – 99,5 12 23 37 1,6

METALLUX 1071 65 35 TE / SA – – 99,5 11 23 35 1,5

METALLUX 2152 75 25 TE / SA – – 98,5 11 23 36 1,7

METALLUX 2153 70 30 TE / SA – – 99,5 14 25 38 1,6

METALLUX 2154 70 30 TE / SA – – 99,5 11 20 32 1,6

METALLUX 2156 70 30 TE / SA – – 99,5 9 17 28 1,6

METALLUX 2192 70 30 TE / SA – – 99,0 7 15 26 1,6

METALLUX 2194 65 35 TE / SA – – 99,0 5 12 22 1,5

METALLUX 2195 65 35 TE / SA – – 99,5 6 12 23 1,5

METALLUX 2197 65 36 TE / SA – – 99,5 5 9 15 1,5

METALLUX 3540 70 30 TE / SA – – 99,5 12 18 27 1,6

METALLUX 3560 72 28 TE / SA – – 99,8 10 15 24 1,6

METALLUX 3580 60 40 TE / SA – – 99,9 8 13 19 1,4

METALLUX 3590 60 40 TE / SA – – 99,9 7 12 19 1,4

METALLUX 4030 65 35 TE / SA – – 99,8 9 14 21 1,5

METALLUX 4060 60 40 TE / SA – – 99,9 5 9 14 1,4

METALLUX 4830 60 40 TE / SA – – 99,8 8 15 25 1,4

METALLUX 4840 60 40 TE / SA – – 99,8 7 13 22 1,4

METALLUX 4860 60 40 TE / SA – – 99,8 4 8 15 1,4

ECKART 23

ALOXAL® Aluminium-Effektpigmente Die metallische Brillanz und hervorragende Deckfähigkeit von

Aluminiumpigmenten bietet im Bereich der Effektlackierungen

viele gestalterische Optionen.

Mit ALOXAL®, einer neuen Klasse von Aluminiumpigmenten,

erschließt sich dem Anwender ein zusätzliches Farbspektrum mit

völlig neuartigen Möglichkeiten im Styling von Oberflächen. Der

„Champagner“-artige Grundton von ALOXAL® erzeugt kräftige

und warme Metallictönungen.

Technische Daten· Lieferform: 65 %ig in Methoxypropanol (Paste)

· Spezifisches Gewicht der Lieferform: ca. 1,5 g/ccm

· Lösungsmittelechtheit: sehr gut

· Wetterechtheit/Chemikalienbeständigkeit:

vergleichbar mit Aluminiumpigmenten

· Lagerstabilität: 1 Jahr

· Dispergierbarkeit: Zügige Einarbeitung mit Rühraggregat

(z. B. Dissolver) durch verbesserte Scherstabilität

ALOXAL® Aluminium effect pigments Metallic brilliance and excellent opacity of Aluminium pigments

are offering various styling possibilities.

ALOXAL®, as a new class of Aluminium pigments, opens up an

additional range of polychromatic metallics. The “champagne-

coloured” shades of ALOXAL® generate warmer and deeper

metallic effects with good brilliance and opacity.

Technical data· Delivery form: 65 % in Methoxypropanol (Paste)

· Specific density of delivery form: approx. 1,5 g/ccm

· Solvent resistance: excellent

· UV-stability/chemical resistance: comparable

to Aluminium pigments

· Storage: 1 year

· Dispersability: accelerated incorporating by improved mechanical

shear stability.

ALOXAL®

Typ / Type

Siebanalyse / Nasssiebung mit orga-nischen Lösemitteln als SpülflüssigkeitScreen analysis / wet sieving with organic solvents as rinsing liquid

nach / acc. to DIN 53196

[µm] <40 <25min. [%]


ermittelt mit / determined withCILAS 1064



In Anlehnung an / acc. to DIN 53217


PM 2010 – 99,5 9 19 32 1,5

PM 3010 – 99,5 11 20 31 1,5

PM 4010 98,5 – 16 32 53 1,5

PM 5010 – 99,5 8 16 27 1,5

ALOXAL®

NDF

STAPA® NDF

Typ / Type



%



%


*









NDF 340 84 16 TE / SA – 99,0 – 16 34 52 1,8

NDF 200 80 20 TE / SA – – 99,0 11 20 32 1,8

NDF 170 78 22 TE / SA 99,0 – 99,0 9 17 31 1,8

NDF 120 70 30 TE / SA – – 99,5 6 12 24 1,6

Ringleitungsstabile Pigmente, alle Feinheiten, für sehr klare

Farbtöne.

Pigments are stable in circulation lines, different finenesses,

for very clear shades.

24 ECKART

STAPA®

Metallpigmente in umweltfreundlichen Lacksystemen/ wässrigen LacksystemeMetallic pigments in environment-friendly paint systems/ water-based paint systems

Umweltbelastung und Rohstoffverknappung haben in den letzten

Jahren nahezu dramatisch zugenommen. Auch die Lack industrie

und vor allem auch die Lack verarbeitende Industrie sind durch ent-

sprechende gesetzliche Auflagen und Richtlinien dazu aufgefor-

dert, ihren Beitrag zur Reinhaltung unserer Umwelt zu leisten.

Dies hat nicht nur zur Verbesserung der Applikationsverfahren

(z. B. durch den höheren Auftragswirkungsgrad bei der Elektro-

statik lackierung) und der mechanischen und thermischen Luft reini-

gungs verfahren (Filter, Nachverbrennung usw.), sondern vor allem

auch zur Entwicklung umweltfreundlicher, d. h. lösemittelarmer

bzw. -freier Lacksysteme geführt.

Wässrige LacksystemeAufgrund der auf Seite 17 beschriebenen chemischen Eigen-

schaften von Aluminiumpigmenten ist deren Einsatz in wässrigen

Lack systemen (Dispersionen, löslichen Systemen, anodische und

kathodische Elektrotauchlackierungen etc.) sehr kritisch.

Es geht dabei weniger darum, die an sich hydrophoben Metall-

pigmente durch Zusatz geeigneter Tenside oder durch Mitverwen-

dung wassermischbarer Lösemittel wasserdispergierbar zu machen.

Die Herausforderung ist vielmehr, durch geeignete Schutz-

mechanismen die Lagerstabilität und die Verarbeitbarkeit metall-

pigmentierter Wasserlacke zu gewährleisten.

Aluminiumpigmente für wässrige Lacksysteme müssen nicht

nur gegen Wasser selbst, sondern auch in einer Vielzahl von unter-

schiedlichen Bindemittelsystemen stabil sein. Die Gasungsstabilität

hängt dabei sehr stark von der Beschichtungszusammensetzung

ab und ist damit nur eine relative Größe. Eine wichtige Rolle spie-

len z. B. der pH-Wert, die Nukleophilie der zur Bindemittelneutra-

lisation verwendeten Basen, die Anwesenheit von pigmentaffinen

chemischen Gruppen im Bindemittel und die als Co-Löser enthal-

tenen organischen Lösemittel.

Pollution and the shortage of raw materials have increased

dramatically over recent years. The paints industry and the paint

processing industry are bound by appropriate legislation and regu-

lations to play their part in reducing environmental pollution.

This has led not only to improvements in application processes (e.

g. more effective coating achieved through electrostatic application)

and mechanical and thermic air purification processes (filter, after-

burning etc.), but especially the development of environment-

friendly i.e. lowsolvent or solvent-free paint systems.

Water-based paint systems The chemical properties of aluminium pigments described on page

17 mean that their use in water-based paint systems (dispersions,

soluble systems, anodic and cathodic electro- dipcoating etc.) is

highly critical.

The main challenge is not making the basically hydrophobic metallic

pigments water-dispersible by the use of suitable tensides or the

addition of water-miscible solvents, rather it is ensuring the sto-

rage stability and processing properties of waterbased metallic

pigment paints by using appropriate protection mechanisms.

Aluminium pigments for aqueous paint systems must be stable not

only in contact with water but also with a wide variety of different

binder systems. Gassing stability therefore depends to a large

extent on the composition of the coating and is thus only a relative

parameter. pH is very important, for example, as is the nucleophilia

of the alcalines used to neutralize the binder, the presence in the

binder of chemical groups with an affinity with the pigment and

the organic solvent contained as co-solvent.

ECKART 25

Die Prüfung der Gasungsstabilität eines Aluminiumpigments sollte

deshalb im verwendeten Wasserlack erfolgen. Für eine quantitative

Beurteilung hat sich die Messung der Wasserstoffentwick lung

des Lackansatzes bei 40 °C-Lagerung in einem Gasblasen zähler

bewährt. Zur Stabilisierung von Aluminiumpigmenten haben sich

im Wesentlichen zwei Verfahren durchgesetzt:

· die Absorption geeigneter Korrosionsinhibitoren

auf den Pigmentoberflächen und

· die Umhüllung der Pigmente mit einer schützenden Beschichtung.

Zur praktischen Anwendung in wässrigen Systemen kommen

momentan:

· HYDROLAC, HYDROXAL

· HYDROLUX

· HYDROLAN

· HYDROSHINE

Für weitere Informationen zu wässrigen Lacksystemen fragen

Sie nach unserer Broschüre „STAPA® Aluminiumpigmente für

wässrige Lacksysteme“.

The gassing stability of an aluminium pigment should therefore

be tested in the given water-based paint. The measurement of

hydrogen development in the paint during storage at 40 °C in a

gas bubble meter has proved valuable for quantative assessment.

Two main procedures are established for the stabilization of

aluminium pigments:

· the absorption of suitable corrosion inhibitors

on the surfaces of the pigments and

· encapsulation of the pigments with a protective coating.

Currently used in practice in waterbased systems are:

· HYDROLAC, HYDROXAL

· HYDROLUX

· HYDROLAN

· HYDROSHINE

For further information about aqueous coating systems ask for the

brochure “STAPA® Aluminium pigments for aqueous coating

systems”.

26 ECKART

STAPA®

Qualitätskontrolle/PrüfmethodenQuality control/Test methods

Farbmetrik mit dem Mehrwinkelfarbmessgerät Metalliclackierungen zeigen eine ausgeprägte Winkelabhängigkeit

des Farbgesamtausdrucks. Mit einem Mehrwinkelfarbmessgerät

(z. B. x-Rite) ist es möglich, die Remission der lackierten Probe

simultan bei mehreren Winkeln zu messen. Gemessen wird jeweils

im Differenzwinkel zum „Glanzwinkel“, ausgehend vom 15 °-Winkel

(Schrägsicht) bis zum 110 °-Winkel (Aufsicht).

Die Remission nimmt dabei mit steigendem Messwinkel stetig ab.

Anschließend erfolgt die computergestützte Umrechnung in die

gebräuchlichen Farbmetriksysteme (CIELAB, LCH). Die folgenden

Abbildungen zeigen drei typische „METALLUX“-Pigmente im

Vergleich. Dazu wurden 2-Schicht Spritzapplikationen in einem

„kräftigen“ Blaumetallic-Farbton betrachtet. Eine vollständige farb-

metrische Charakterisierung muss immer im dreidimensionalen

Farbraum erfolgen. Die Bezeichnung der Raumachsen ist dabei

systemspezifisch. Es folgen zwei (vereinfachte) zweidimensionale

Darstellungen bei drei verschiedenen Messwinkeln:

· Helligkeit L* vs. Farbstärke/Chroma C*

· Rot-Grün-Wert a* vs. Gelb-Blau-Wert b*

Quality control by multi-angle spectrophotometerMetallic coatings show a significant dependency of colour and

spectating angle. By using a special multi-angle spectrophotometer

(e. g. x-Rite), the remission of coated panels can be checked at

different angles simultaneously (up to eight relevant angles can be

selected). These angles are defined by the relevant distance to the

gloss angle. The geometry of the light reception sensors starts at

15 degrees (describing light reflection almost parallel to the sur-

face), followed by growing numbers.

The maximum angles are increased, remission is reduced. Finally

the results are automatically transferred into common colori metric

systems (CIELAB, LCH). The following graphs show typical

“METALLUX” pigments in comparison. Different grades were

applied in a standard 2-coat system, choosing a deep blue colour

shade. Generally speaking, any interpretation of colour should be

done in a colour space with three dimensions. The axes things

more evident, in this specific interpretation only two dimensions of

colour space are shown at three different angles:

· Lightness L* vs. Chroma C*

· Red-green value a* vs. yellow-blue value b*

METALLUX im Farbraum/METALLUX in colour field

10 20 30 40 50

Helligkeit L* / brightness L*

Chroma C*

90

80

70

60

50

40

30

20

10

0

25°

75°

45°

Lichtart / type of light D65/10

METALLUX 2154

METALLUX R 8752

METALLUX R 475

METALLUX im Farbraum/METALLUX in colour field

METALLUX 2154

METALLUX R 8752

METALLUX R 475

-40 -35 -30 -25 -20 -15 -10 -5 0

a* grün / green

b* blau / blue

grau / grey

25°

75°45°

-5

-10

-15

-20

-25

-30

-35

-40Lichtart / type of light D65/10

ECKART 27

Als abschließende Interpretation sei ergänzt, dass Farbstärke und

Helligkeit einer Metalliclackierung – gemäß der Betrachtungs-

geometrie – entweder gemeinsam ansteigen (bei kleineren

Winkeln) oder gemeinsam abfallen (hin zu größeren Winkeln). Bei

konstanten Buntpigmentanteilen (hier: Phthalocyaninblau) erlaubt

die Lage der Farbkoordinaten eine vergleichende Beurteilung der

Metallicpigmente untereinander. Dabei zeigt sich sehr anschaulich

die signifikante Bedeutung der Mehrfachwinkelgeometrie für

Metalleffektpigmente.

Bei der Qualitätskontrolle wird die Farbmessung als Differenz-

messung zum festgelegten Richtmuster durchgeführt. Vorausset-

zung dafür ist, dass Produktionsausfallmuster und Standard im

gleichen Prüflacksystem bei konstanten Umwelt para metern

un mittelbar nacheinander appliziert werden: So wer den verfahrens-

bedingte Schwankungen bei der Probenherstellung (2-Schicht-

Spritzapplikation) minimiert. Auch hier erfordert theoretisch die

vollständige Interpretation der Farbdifferenz die Betrachtung aller

(drei) Farbkoordinaten.

Da jedoch die gleichen Buntpigmente bei Standard und Probe ver-

wendet werden, ist eine Differenz der Farbwerte (Farbort H*) ver-

schwindend gering. Die höchste Beachtung findet dagegen eine

mögliche Helligkeitsabweichung (∆L*). Diese ist durchwegs winkel-

spezifisch und wird bei den Winkeln 25°, 45° und 75° simul tan

ermittelt. Zur unterstützenden Beurteilung kann der Farbstärke-

unterschied (∆C*) herangezogen werden, da die gemessene Farb-

stärke umgekehrt Rückschlüsse über die Deckfähigkeit des Metallic-

pigments erlaubt. Eine Reduzierung der relevanten Farb koordinaten

von drei auf zwei erleichtert die graphische Darstellung:

Im gezeigten Beispiel sind drei Produktionschargen einer STAPA®-

Type im direkten Vergleich zum Standardmuster dargestellt. Die

Charge A korreliert dabei gut mit dem Standard, die Chargen B

und C zeigen einen deutlichen Abstand zum Nullpunkt (Standard-

werte bei 25°, 45° und 75°).

Farbmetrische Betrachtungen bei Effektpigmenten erfordern

neben spezieller Ausrüstung (Mehrfachwinkelgeometrie) auch ein

hohes Maß an produktspezifischen Zusatzinformationen, um sie

letztlich als zuverlässige Unterstützung zur visuellen Beurteilung

heranziehen zu können.

Speaking of colour values a different angles, colour and lightness

are strongly connected, growing together if the angles are reduced,

respectively falling at increased angles. In this example the same

amount of different aluminium pigments was added to a phthalo-

cyanine-blue basecoat, so that three different grades can be com-

pared looking at the colour space coordinates. The importance of

a multi-angle geometry for metallic pigments can easily be recog-

nised.

For quality control, colour computers concentrate on the differences

to the relevant standard. As a basic requirement for reproduceable

results, both sample and standard material have to be applied

simultaneously (2-coat spray application) at the same environmen-

tal conditions: so that any process-related variations can be kept at

a very low level. To get all details in colour interpretation, all three

spatial coordinates have to be interpreted.

Using the same kind of pigmentation for sample and standard

(reference), the difference in hue (H*) can be negected. The

most important difference for quality control on metallic pigments

is the difference in lightness (∆L*), checked at 25, 45 and 75

degrees. For additional judgement of optical properties, in some

cases the difference in colour strength (∆C*) also allows further

interpretations. Higher colour strength of the sample means

reduced opacity of the metal effect pigment. If reduced down

to two relevant axes, the position in colour space can be shown

more clearly:

Three different production batches of one and the same STAPA®-

type are displayed in direct comparison to the standard. Batch A

shows good correlation to the reference, batch B and C appear at

a significant distance to the standard (measuring angles: 25°, 45°,

and 75°).

Colorimetric studies of effect pigments require specific equipment

(multi-angle goniophotometer) as well as special knowledge on

the product itself, in order to provide effective support for the

visual judgement of optical properties.

Qualitätskontrolle im L*C*-FarbraumQuality control in L*C* colour field

Charge A/Batch A

Charge B/Batch B

Charge C/Batch C

-0,4 -0,3 -0,2 -0,1 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5

2

1,5

1

0,5

-0,5

-1

-1,5Farbstärkedifferenz ∆C*/

Difference in colour intensity

∆C*

Helligkeitsdifferenz ∆L*/

Difference in brightness ∆L*Schematische Reihenfolge der Messwinkel:/

Order of measuring angles:

25°

75°45°

28 ECKART

STAPA®

Die Qualitätskontrolle der STAPA®/STANDART® Metallpigmente

umfasst neben der Bestimmung der in den Datenblättern aufge-

führten Qualitätskriterien eine umfangreiche Abprüfung unter

optischen Gesichtspunkten.

Grundsätzlich werden

– Prüfungen am Pigment und

– Prüfungen an der Applikation durchgeführt.

Die direkt am Pigment bestimmten Qualitätsmerkmale sind

– Siebanalyse (Grenzkornsiebung) nach DIN 53196 bzw. ASTM 11

– Teilchengrößenverteilung nach der Lasergranulometermethode

nach ISO 13320-1

Zusätzlich bei allen Pasten

– Gehalt an flüchtigen bzw. nicht-flüchtigen Anteilen in Anlehnung

an DIN 55923

Zusätzlich bei Aluminiumpasten für wässrige Systeme

– Gasungsstabilität (nicht genormt)

Die Prüfungen der optischen Qualitätsmerkmale an einer

Lackapplikation (visuell und/oder instrumental) umfassen

– metallischer Effekt (Flops)

– Helligkeit

– Brillanz

– Abbildeschärfe (DOI)

– Bunttonsättigung

– Färbevermögen

– Deckfähigkeit

In addition to determining the quality criteria specified in the data

sheets, the quality control applied in connection with the

STAPA®/STANDART® metal pigments comprises comprehensive

testing of optical aspects.

As a rule, the following tests are carried out:

– Tests on the pigment, and

– tests in the application.

The quality characteristics determined directly on the pigment are

as follows:

– Sieve analysis (limit size particle sieving)

according to DIN 53196 or ASTM 11

– Particle size distribution according to the laser granulometer

method ISO 13320-1

In addition, for all pastes

– Volatile or non-volatile content in accordance with DIN 55923

In addition, for aluminium pastes for aqueous systems

– Gassing stability (not standardized)

The tests for the optical quality character-istics of a paint

application (visual and/or instrumental) include the following:

– metallic effect (flop)

– brightness

– brilliance

– distinctiveness of image (DOI)

– color saturation

– tinting strength

– covering capacity

Qualitätskontrolle / PrüfmethodenQuality control / Testing methods

ECKART 29

30 ECKART

Bestimmung der Korngrößenverteilung mit der LasergranulometrieDetermination of particle size distribution with laser granulometer

Die Messung der Teilchengrößenverteilung (typische Kennzahlen)

bedient sich der Methode der Lasergranulometrie und erfolgt nach

der Norm ISO 13320-1.

Außer von der Hardware (Gerätehersteller, Gerätetyp) und der

Software (Rechnerprogramm der Auswerteeinheit) sind die

Ergebnisse der Lasergranulometer in erheblichem Maße von fol-

genden Para-metern abhängig:

– Dispergierart

– Dispergiergerät

– Dispergiermedium

– Dispergierenergie

– Dispergierdauer

Üblicherweise wird die Probe mit Ultraschall dispergiert. Hier kann

entweder die im Gerät integrierte Ultraschallwanne verwendet

oder – vorteilhafter – die Probe in einem externen Ultraschallbad

vor-

dispergiert werden.

Je höher die Ultraschallfrequenz bzw. die Energiedichte im Dispergier-

gefäß, desto „feiner“ erscheint die Probe, da umso mehr Feins-

teilchen dispergiert werden. Im Extremfall werden bei hoher

Energiedichte Feinstteilchen durch mechanisches Abbrechen vom

ursprünglichen Pigment erzeugt.

Der Einfluss der Dispergierdauer äußert sich darin, dass der Medi-

anwert (D 50) mit zunehmender Dispergierzeit kleiner wird, die

Probe also wiederum „feiner“ erscheint.

Gegenüber Dispergierenergie und Dispergierdauer hat das Disper-

giermedium einen vergleichsweise geringen Einfluss, wobei für

QC-Zwecke üblicherweise in Isopropanol gearbeitet wird. Abwei-

chende Lösemittel sind unter Berücksichtigung der Werkstoffeigen-

schaften des Geräts zu prüfen.

Eine genaue Beschreibung der Prüfmethode (Prüfanweisung), wie

sie bei ECKART zur Anwendung kommt, steht auf Nachfrage zur

Verfügung.

The measurement of the particle size distribution (typical value), is

standardized according to ISO 13320-1.

Besides hardware (equipment manufacturer and type) and soft-

ware (computer program and plotting device), the results of the

laser granulometer are highly dependent on the following para-

meters:

– way of dispersion

– dispersing devise

– dispersing medium

– dispersion energy

– dispersion time

The standard dispersion method applied to the specimen is by

ultrasound. One can either use the built-in ultrasonic bath or

preferably the specimen can be prepared in an external ultrasonic

dispersion bath.

The higher the ultrasound frequency or the greater the energy

concentration in the dispersing vessel, the “finer” the specimen

will appear; this is because more super fine particles have been

dispersed. In cases of an extremely high energy concentration,

super fine particles will be generated by mechanical breaking

off from the original pigment.

The effect of the dispersion time is shown by the median value

(D 50) falling as the dispersion time rises, i. e. once more the

appearance of the specimen is “finer”.

Compared to the dispersion energy and time, the dispersion

medium plays a relatively minor role; the medium generally

used for QC purposes is isopropanol. The material properties

of the device should be checked before using other solvents.

A detailed description of the testing method (test instruction)

applied by ECKART can be obtained upon request.

STAPA®

ECKART 31

Unsere anwendungstechnische Beratung in Wort, Schrift und durch

Versuche erfolgt nach bestem Wissen, gilt jedoch nur als unverbind-

licher Hinweis – besonders unter Berücksichtigung der Informationen

in unseren technischen Datenblättern und Sicherheitsdatenblättern

– auch in Bezug auf etwaige Schutzrechte Dritter, und befreit Sie

nicht von der eigenen Prüfung der von uns gelieferten Produkte auf

ihre Eignung für die beabsichtigten Verfahren und Zwecke. Anwen-

dung, Verwendung und Verarbeitung der Produkte erfolgen außer-

halb unserer Kontrollmöglichkeiten und liegen daher ausschließlich

in Ihrem Verantwortungsbereich.

This information and our technical advice – whether verbal, in wri-

ting or by way of trials – are given in good faith but without war-

ranty, and this also applies where proprietary rights of third parties

are involved. Our advice does not release you from the obligation to

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in our safety data and technical information sheets – and to test our

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beyond our control and, there fore, entirely your own responsibility.

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2/May2010.7 CO

99114zz

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STAPA - tdtka.rutdtka.ru/ECKART_pigmenti_dlya_himii.pdf · Metallpigmente dienen in der Lack- und Anstrichmittelindustrie sowohl der Effektgebung als auch der Erfüllung funktioneller

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