Wie Farbe hergestellt wird: Inhaltsstoffe und Herstellung von Farbe

Was ist Farbe und wie wird sie hergestellt?

Die erste Verwendung von Farbe kann auf die Franzosen und Spanier zurückgeführt werden. Vor mehr als 20.000 und 25.000 Jahren wurden Farben aus Erdpigmenten, Holzkohle, Beerensaft, Schmalz, Blut und Milchkrautsaft hergestellt. Die Ägypter und Hebräer verwendeten sie als Schutzanstrich für das Holz ihrer Schiffe.
Im Jahr 1700 baute Thomas Child in Boston, Massachusetts, die erste amerikanische Farbmühle. Das erste Patent für Farbe wurde 1865 von D. P. Flinn erworben. Doch erst 1867 begann dieses Unternehmen mit dem Mischen von Farben für Verbraucher. Vor 1930 wurden Steinmühlen zum Mahlen der Pigmente verwendet. Später wurden diese dann durch Stahlkugeln ersetzt. Heutzutage mahlen Sandmühlen und Hochgeschwindigkeits-Dispersionsmischer die dispergierbaren Pigmente.

Woraus besteht Farbe?

Es gibt vier Hauptbestandteile in Farbe: Harz, Additive, Lösungsmittel und Pigment. Das Harz ist das Bindemittel, das alle Pigmente zusammenhält. Es sorgt dafür, dass das Produkt auf der Oberfläche haftet, auf die es aufgetragen wird. Eine Farbe auf Wasserbasis verwendet Acryl-Emulsionspolymere als Bindemittel. Gängige Acrylpolymere gibt es in einer Vielzahl von Typen und Kombinationen, z. B. Methyl- und Butylmethacrylat. Preisgünstige Farben verwenden Polyvinylacetat als Bindemittel.

Zusatzstoffe werden verwendet, um die Eigenschaften des Stoffes zu verbessern. Sie sorgen dafür, dass sie mit einem Pinsel auf der Wand gleitet. Außerdem machen sie ihn schimmel- und scheuerbeständig. Ohne Zusatzstoffe wäre die Trocknungszeit nicht so schnell wie sie ist und es gäbe eine Durchbiegungsresistenz. Lösungsmittel dienen als Träger, die helfen, die Pigmente und das Harz miteinander zu verbinden. Diese Mittel können organisch sein, wie z. B. mineralische Terpentinstoffe, oder der Hersteller kann einfaches Wasser verwenden.

Schließlich werden bei der Farbherstellung Pigmente verwendet, um der Farbe ihre Farbe und ihren Glanz zu verleihen. Sie werden in zwei Gruppen eingeteilt, in Grund- und Streckpigmente. Zu den Grundpigmenten gehören Farben wie Weiß, Grünoxid, Gelb und Rot. Zur anderen Gruppe der Füllstoffe gehören Kalziumkarbonat, Talkum, Glimmer und Schwerspat, um nur einige zu nennen.

Der komplexe Prozess der Farbherstellung

Die meisten Menschen machen sich keine großen Gedanken über die Farbherstellung. Sie sehen darin nichts weiter als einen bunten Farbton, der auf ihre Wände aufgetragen wird. Farbe ist jedoch mehr als nur eine Farbe, sie ist ein flüssiges Material, das zu einem schönen Finish trocknet. Es bedarf eines komplexen chemischen Prozesses, um diese Flüssigkeit in einen Feststoff zu verwandeln. Farbe wird zur Verschönerung, zum Schutz, zur Hygiene und sogar zur Identifizierung verwendet. Daher haben viele keine Ahnung, was in der Farbe steckt und wie sie hergestellt wird.

Der Herstellungsprozess von Farbe besteht aus fünf entscheidenden Teilen. Es handelt sich um die Messung der Inhaltsstoffe, die Aufbereitung und die Dispersion der Pigmente, das Ablassen, die Laborprüfung und die Abfüllung. Farbe wird in großen Mengen hergestellt. In geeichten Behältern werden die Inhaltsstoffe gemessen und auf Waagen gewogen. Anschließend werden die Pigmente hinzugefügt. Diese Pulver sind klein und kleben zusammen und bilden Klumpen. Sie werden durch das Harz und die Zusatzstoffe aufgebrochen, die verhindern, dass sie zusammenkleben, was als Dispersion bezeichnet wird. Industrielle Farbmischmaschinen werden verwendet, um die Pigmente zu kombinieren und zu dispergieren.

In der Aufgussphase werden Harz, Lösungsmittel und Additive in einem großen Bottich kombiniert. In dieser Phase wird die Mahlgutbasis eingerührt. Falls erforderlich, werden in dieser Phase letzte Zusätze hinzugefügt. Das fertige Produkt wird in einem Labor getestet. Bevor die Herstellung genehmigt wird, werden kritische Inhaltsstoffe getestet. So wird sichergestellt, dass das Produkt ausreichend gemischt ist und keine weitere Verarbeitung erforderlich ist. Sie prüfen die Viskosität, die Farbstärke, die Farbe, den Glanz, die Trockenzeit und das Gesamterscheinungsbild.

Wenn die Charge vollständig ist, kann sie in Dosen abgefüllt werden. In dieser Phase werden zwei Proben entnommen. Eine Rückstellprobe wird aufbewahrt und für spätere Referenzen aufbewahrt, und dann gibt es noch die Endkontrolle. Die Endprobe wird geprüft, um die Konformität mit den Normen zu gewährleisten. Sobald das Endmuster fertiggestellt ist, kann es versandt werden.

Verständnis von Lack und Emaille

Die einfachsten Arten von Farben sind Lacke, die durch Verdunstung des Lösungsmittels einen Film erzeugen. Lacke auf Wasserbasis bestehen aus Billionen von winzigen Harzpartikeln. Das Wasser in diesen Lacken verdunstet langsam und das Harz und die Teilchen kommen sich näher, bis sie sich berühren. Das Harz und die Pigmente verschmelzen und bilden einen zähen Feststoff, der als Farbfilm bezeichnet wird.

Lack wird aus einem Alkydharz hergestellt, das in einem Lösungsmittel aufgelöst ist. Wenn das Lösungsmittel in der ersten Stufe verdampft, bildet es einen klebrigen Lack. Das Harz reagiert mit dem Sauerstoff in der Luft und bildet eine harte Beschichtung. Decklacke bestehen aus zwei Komponenten, die einzeln nicht reaktionsfähig sind. Wenn sie jedoch zusammengebracht werden, kommt es zu einer chemischen Reaktion. Je nach Raumtemperatur kann diese Reaktion einige Zeit dauern. Das Endergebnis ist eine harte, zähe Beschichtung, die sehr gut haftet.

Mit der Weiterentwicklung neuer Technologien verschwimmen die Grenzen zwischen wasserbasierten, lösungsmittelbasierten und reaktiven Beschichtungen immer mehr. Einige Lacke enthalten zum Beispiel Emulsionsharze auf Wasserbasis, die eine Polymerisation des getrockneten Films bewirken. Dies ist ähnlich wie bei Lacken auf Lösungsmittelbasis.

Nebenprodukte des Lackherstellungsprozesses

Bei der Herstellung von Lacken fallen eine Menge Nebenprodukte und Abfälle an. Jeder Betrieb, der Farben herstellt, muss über eine eigene Abwasseraufbereitungsanlage verfügen. In dieser Anlage werden alle Flüssigkeiten behandelt, die vor Ort anfallen. Außerdem wird dort das abfließende Wasser behandelt und gelagert. Diese Anlagen müssen die Vorschriften der Environmental Protection Agency (EPA) einhalten. Sie müssen 24 Stunden am Tag überwacht werden und regelmäßige Kontrollen durchführen. Alle flüssigen Abfälle können vor Ort nach den Standards der Anlage behandelt werden. Der aus Latex entstandene Schlamm kann recycelt und als Füllstoff für andere Produkte verwendet werden. Auch Lösungsmittel auf Wasserbasis können zurückgewonnen und als Brennstoffe für andere Industrien verwendet werden. Ein gereinigter Farbbehälter kann wiederverwendet oder einer örtlichen Deponie zugeführt werden.

Die Farbpalette des Lebens

Wenige Menschen wissen wirklich, wie Farbe hergestellt wird. Sie gehört zu den Dingen, die man jeden Tag benutzt, ohne viel Hintergrundwissen zu haben. Farbe wird überall verwendet. In der Wohnung, im Büro und sogar im Auto. Ohne Farbe wäre die Welt sehr fade.

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