Deckvermögen, Kontrastverhältnis und Farbstärke

Deckvermögen

Das Deckvermögen ist die Fähigkeit einer Schicht, einen Kontrastuntergrund (schwarz/weiß) zu verbergen. Gemessen wird das Kontrastverhältnis — die Reflexion über Schwarz geteilt durch die Reflexion über Weiß; in vielen Prüfungen gilt ein Kontrastverhältnis um 98 % als praktische Deckungsgrenze (produkt- bzw. normabhängig). Angegeben wird das Deckvermögen als deckende Schichtdicke oder als Ergiebigkeit (deckende Fläche je Volumen, in m²/l; Formel siehe L-68).

Praxisfolge: Farbtöne mit schlechtem Deckvermögen — vor allem Gelb, Orange und Rot mit organischen Pigmenten — löst man nicht über zusätzliche Decklacklagen, sondern über einen deckenden, farblich abgestimmten Untergrund (siehe L-39).

Kubelka-Munk

Die Kubelka-Munk-Theorie verknüpft Reflexion, Absorption K und Streuung S. Für eine unendlich deckende Schicht gilt der Zusammenhang unten. Ein hohes Streuvermögen — etwa durch Titandioxid mit hoher Brechzahl (n ≈ 2,7) — kann bei geeigneter Pigmentierung und ausreichender Pigmentkonzentration zu hohem Deckvermögen beitragen; Absorption und Schichtdicke wirken ebenfalls mit. Füllstoffe mit einer Brechzahl nahe der des Bindemittels (n ≈ 1,5–1,6) tragen typischerweise wenig zur Lichtstreuung bei; Form, Partikelgröße und Konzentration können die optische Wirkung dennoch beeinflussen.

Rechenweg

Kubelka-Munk (deckende Schicht):   K/S = (1 − R∞)² / (2 · R∞)
   K = Absorptionskoeffizient, S = Streukoeffizient
   R∞ = Reflexion der unendlich dicken Schicht (0…1)

Kontrastverhältnis:   KV = R(über Schwarz) / R(über Weiß)
   R = Reflexionsgrad; in der Farbmetrik der Hellbezugswert (Tristimuluswert Y).

Farbstärke und Transparenz

Die Farbstärke ist die Fähigkeit eines Buntpigments, einer Weißmischung Farbe zu geben; sie wird gegen einen Standard bestimmt. Transparente Systeme (Lasuren, Metallic-Basislacke) benötigen im sichtbaren Bereich möglichst geringe unerwünschte Lichtstreuung; Deckvermögen und Transparenz sind daher häufig gegenläufige Zielgrößen. Teures Weißpigment durch Füllstoff zu ersetzen senkt das Deckvermögen — ein Zielkonflikt zwischen Kosten und Deckung.

Farbstärke messen: die Weißabmischung

Die Farbstärke eines Buntpigments wird nicht am Vollton beurteilt, sondern in der Aufhellung. Dazu wird das Buntpigment in festgelegtem Verhältnis mit einer Weißpaste angerieben und die Mischung gegen die genauso hergestellte Mischung eines Standards verglichen — visuell im Abmusterungskasten oder gemessen. Verglichen wird bei gleicher Farbtiefe: Man ermittelt, welche Einwaage des Prüfmusters nötig ist, um die Farbtiefe des Standards zu erreichen. Angegeben wird das Ergebnis als relative Farbstärke in Prozent, der Standard steht bei 100 %: Braucht das Muster nur 90 % der Einwaage des Standards, hat es eine Farbstärke von rund 111 % — es ist farbstärker.

Für Weißpigmente läuft es umgekehrt über das Aufhellvermögen: Das Weißpigment wird in eine genormte Schwarzpaste eingerührt, und beurteilt wird, wie stark es das Grau aufhellt — im Vergleich zum Bezugspigment.

Zwei Punkte entscheiden über die Aussagekraft:

• Die Anreibung muss vollständig sein. Ein nicht ausdispergiertes Pigment erscheint farbschwach — die Prüfung beurteilt dann die Dispergierung und nicht das Pigment (siehe L-53).
• Prüfmuster und Standard müssen unter identischen Bedingungen angerieben, aufgezogen und getrocknet werden. Farbstärke ist eine Vergleichsgröße, kein Absolutwert.

Deshalb taugt die Farbstärke auch als Kenngröße für den Dispergierfortschritt — und zwar als die feinste: Sie steigt oft noch, wenn der Grindometerwert längst steht (siehe L-53).

Weißgrad und Vergilbungszahl

Bei weißen und nahezu farblosen Beschichtungen genügt der Farbabstand ΔE oft nicht: Gefragt ist eine einzelne Kennzahl, die sagt, wie weiß die Fläche ist und wie stark sie ins Gelbe gekippt ist. Dafür gibt es zwei Größen, beide aus denselben gemessenen Farbwerten berechnet.

Der Weißgrad fasst die Remission zu einer Zahl zusammen — je höher, desto weißer. Der Gelbwert oder die Vergilbungszahl beschreibt umgekehrt die Abweichung ins Gelbe; im deutschen Regelwerk wird sie nach DIN 6167 berechnet, international ist der Yellowness Index nach ASTM E313 gebräuchlich. Berechnungsvorschrift, Normlichtart und Beobachter müssen dabei immer mit angegeben werden, weil die Zahlenwerte je nach Verfahren unterschiedlich ausfallen.

In der Praxis ist die Vergilbungszahl die Kenngröße, mit der die Vergilbung eines Weißlacks über der Bewitterungs- oder Lagerzeit verfolgt wird (siehe L-158) — deutlich empfindlicher und besser dokumentierbar als der Sichtvergleich gegen ein Rückstellmuster.

Umwelt und Sicherheit

Pigment- und Füllstoffstäube nicht einatmen (Absaugung, Pulverhandhabung). Keine verbotenen oder überholten Buntpigmente einsetzen (Blei-, Cadmium- und Chromatpigmente); auf reizarme, freigegebene Rohstoffe achten.

Merksatz