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Pigmente
 
Bild vergrößern! Ein Pigment ist ein in der Malfarbe unlösliches Farbmittel, das meist in einem sehr feinen Zerteilungsgrad vorliegt. Die löslichen Farbmittel werden im Vergleich dazu als Farbstoffe bezeichnet. Farbmittel sind alle farbgebenden Substanzen. Eine Malfarbe besteht aus den Komponenten Farbmittel, Bindemittel und Zusätze. Malfarbe und Malgrund ergeben das Malsystem.

Pigmente werden überwiegend zum Malen und Anstreichen verwendet, Farbstoffe eher zum Färben. Die Korngrößen für Pigmente liegen in der Regel zwischen einem Fünfhundertstel und einem Zweitausendstel Millimeter.
  
 
Einteilung Geschichte Rezepte Portraits
   
Einteilung der Pigmente
Man kann die Pigmente nach verschiedenen Kriterien einteilen.  
Anorganische Pigmente bestehen aus farbigen Stoffen, die frei von Kohlenstoff-Verbindungen sind. Bestimmte Pigmente wie Blei- oder Arsenpigmente sind stark toxisch, diese dürfen heute nur noch eingeschränkt eingesetzt werden, oder sie sind ganz verboten. Andere sind weniger toxisch und werden häufig eingesetzt.
Organische Pigmente enthalten organische Kohlenstoff-Verbindungen, sie sind aus dem Erdöl zugänglich. Man kann sie aufgrund ihres chemischen Aufbaus unterscheiden: 
  • Azopigmente wie Brillantgelb oder Permanentrot enthalten mindestens eine Azogruppe (-N=N-).
  • Polycyclische Pigmente wie das Phthalocyaninblau oder das Heliogengrün sind aus ringförmigen Komplexverbindungen aufgebaut.
  • Diketopyrrolopyrrol-Pigmente (DPP) wie das "Ferrari-Rot" Pigment Red 254 basieren auf der stickstoffhaltigen, heterocyclischen Verbindung Diketopyrrolopyrrol.
Pigmente lassen sich auch aus Farbstoffen gewinnen. Hierbei werden die Farbstoffe auf Trägermaterialien wie Tonerde aufgetragen. Beim Ausfällen des Farbstoffes zusammen mit einem anorganischen Salz erhält man einen Farblack. Der so aus Krappwurzeln gewonnene Krapplack war früher ein verbreitetes Farbmittel. Allerdings ist die Lichtechtheit der Farblacke nicht besonders gut. Sie sind heute weitgehend durch die organischen Pigmente abgelöst worden. 
  
Farbmittel werden in einer international offiziellen Liste geführt, die von der Society of Dyers and Colourists in Bradford, England herausgegeben wird. Nach dem Generic Name folgt der Colour Index CI. Pigmente mit dem gleichen Colour Index besitzen ein bestimmtes chemisches Aufbauprinzip. Der Farbton und die exakte chemische Zusammensetzung kann beim gleichen Colour Index aber variieren. Manche Pigmente haben den gleichen Colour Index, aber einen unterschiedlichen Generic Name:
  
Produktname: Ultramarinblau dunkel
Generic Name: PB29 (Pigment Blue 29)
Colour Index: CI 77007 
CAS-Nummer: 57455-37-5 
  
Produktname: Ultramarinviolett
Generic Name: PV15 (Pigment Violet 15)
Colour Index: CI 77007 
CAS-Nummer: 12769-96-9 
 
 
Die CAS-Nummer klassifiziert das Farbmittel als Chemikalie. Dadurch ist eine Zuordnung zum möglichen Gefahrenpotential möglich. Eine toxikologische und ökotoxikologische Beurteilung der Pigmente ist von Bedeutung, da einige Pigmente toxisch wirken oder umweltgefährlich sind. Dies gilt insbesondere für kupfer-, blei- oder arsenhaltige Produkte. 
   
Von weiterer Bedeutung ist die Lichtbeständigkeit oder Lichtechtheit eines Pigments. Nach den DIN-Normen DIN 54003 (Tageslicht, veraltet) und DIN 54004 (Xenonlicht, neu) der Wollskala gilt:
  
 
Lichtechtheit der Farbmittel nach der Wollskala
 
Lichtechtheit Zuordnung
8 hervorragend
7 vorzüglich
6 sehr gut
5 gut
4 ziemlich gut
3 mäßig
2 gering
1 sehr gering
 
 
 
  
Zur Zuordnung der Wollskala werden die Testproben mit acht Wollfäden verglichen, die mit acht blauen Farbstoffen verschiedener Lichtechtheit eingefärbt sind. Für moderne Künstlerfarben wird eine Lichtechtheit von 7 bis 8 oder 8 verlangt. Im Vergleich dazu hat der früher oft verwendete, rote Krapplack nur eine Lichtechtheit von 5 bis 6. Werden Farben lasierend aufgetragen, beispielsweise in der Aquarelltechnik, ist die Lichtechtheit geringer. Beim Mischen von Pigmenten und vor allem beim Zusatz von Weißpigmenten zu organischen Farbmitteln kann die Lichtechtheit ebenfalls erheblich vermindert werden. Pigmente verblassen unter dem Einfluss von Sonnenlicht. Bei Leuchtstoffröhren ist der Anteil des austretenden UV-Lichts erheblich geringer.
   
Bei der Wetterechtheit geht es darum, wie beständig ein Pigment im Außenbereich unter dem natürlichen Witterungseinfluss ist.  
   
Die Benetzbarkeit gibt an, wie gut sich ein Farbmittel mit einem Bindemittel vermischen lässt. Anorganische Pigmente sind in der Regel gut mit Wasser benetzbar, während sich organische Pigmente mit Wasser nur sehr schlecht benetzen lassen. Organische Pigmente sind eher gut fettlöslich und wirken daher wasserabstoßend (hydrophob).  

Das Färbevermögen oder die Farbstärke gibt an, wie fähig ein Pigment ist, einen anderen Stoff zu färben oder (bei schwarzen Pigmenten) zu verdunkeln. Zur Bestimmung kann man ein buntes oder schwarzes Pigment mit der zehnfachen Menge Zinkweiß anreiben und vermalen. Tendenziell steigt das Färbevermögen mit sinkender Korngröße. Es hängt insgesamt aber vom chemischen Aufbau, von der Kristallstruktur, von der Korngröße und vom Agglomerationszustand, der Gesamtheit aller Oberflächen in den Pigmentkörnern, ab. Bei weißen Pigmenten wie Titanweiß spricht man dagegen vom Aufhellungsvermögen. 
   
Das Deckvermögen oder die Deckkraft bezeichnet die Fähigkeit, wie stark ein Pigment in einer Farbe nach dem Trocknen einen Untergrund unsichtbar machen kann. Fehlt das Deckvermögen, liegt Transparenz vor. Das Deckvermögen hängt von der Teilchengröße des Pigments und vom Verhältnis der Lichtbrechung zwischen Pigment und Bindemittel ab: Je größer der Unterschied der Brechungsindizes n, umso besser ist das Deckvermögen. Bei Lasuren werden Farben bewusst so dünn aufgetragen, dass der Untergrund durchscheint. Bei bestimmten Farbmitteln wie Krapplack ist eine schlechte Deckkraft und dafür hohe Transparenz erwünscht. Die Kenndaten der Pigmente in der Tabelle geben ungefähre Werte wieder. Sie beruhen auch auf eigenen Erfahrungen des Autors.
 
 
  Kenndaten ausgewählter Pigmente
 
Name Colour-Index Lichtechtheit Farbstärke Deckkraft
Berlinerblau
Pigment Blue 27
 
CI 77510

8

extrem hoch

gut
Brillantgelb (org.)
Pigment Yellow 74
 
CI 11741

7 bis 8

sehr hoch

gut
Cadmiumgelb
Pigment Yellow 35

CI 77205

8

sehr hoch

gut
Cadmiumrot
Pigment Red 108

CI 77202

8

sehr hoch

gut
Chromoxidgrün
Pigment Green 17

CI 77288

8

sehr hoch

gut
Cobaltblau
Pigment Blue 28

CI 77346

8

hoch

mäßig
Cobaltcölinblau
Pigment Blue 35

CI 77368

8

sehr hoch

gut
Cobaltblau türkis hell
Pigment Blue 36

CI 77343

8

sehr hoch

gut
Cobaltviolett hell
Pigment violet 49

CI 77362

8

mäßig

mäßig
Irgazinrot (org.)
Pigment Red 254

CI 56110
8
hoch

gut
Eisenoxidschwarz
Pigment Black 11

CI 77499
8
sehr hoch

sehr gut
Manganviolett
Pigment violet 16

CI 77742

7 bis 8

hoch

mittel bis gut
Phthalocyaninblau (org.)
Pigment Blue 15

CI 74160

8

sehr hoch

schlecht
Terra di Siena italienisch
Pigment Yellow 42

CI 77492

7 bis 8

variierend

mäßig
Terra di Siena gebrannt
Pigment Red 101

CI 77491

8

hoch

gut
Titanweiß
Pigment White 6

CI 77891

8

hoch

sehr gut
Ultramarinblau dunkel
Pigment Blue 29

CI 77007
 

7 bis 8

hoch

gut
Ultramarinrot A
Pigment Red 259

CI 77007

7 bis 8

hoch

gut
Umbra
Pigment Brown 7

CI 77491

7 bis 8

hoch

gut
 
 
 
 
   
Geschichte der Pigmente
Erdfarben wie Ocker oder Umbra, bestimmte Erze wie Eisenoxid oder Manganoxid sowie Holz- oder Knochenkohle wurden bereits von prähistorischen Künstlern verwendet. Für die Höhlenmaler hatte die Farbe Rot eine Zauberwirkung. Sie schrieben ihr lebenserhaltende Eigenschaften zu, daher wurden die meisten Tierdarstellungen in roter Farbe angefertigt. In manchen Gräbern findet man Skelette, die in bis zu zehn Kilogramm rotem Ockerpulver eingebettet wurden.    


Felskunst in Altamira
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Pferd und Auerochse aus Altamira
 
  
Um 8000 vor Christus bildete sich eine neue Lebensweise mit Siedlungen von Bauern. In dieser Zeit entstanden auch die ersten Städte. Damit verbunden änderten sich die Maluntergründe und damit auch die verwendeten Farben. Mauern, Holz und Keramik kamen dafür in Frage. Bei den alten Ägyptern erschienen erstmals grüne und blaue Pigmente. Die ägyptischen Frauen schminkten ihre Augenlider mit grünem Pulver von zerstoßenem Malachit. Die Verwendung von einigen giftigen Stoffen wie Auripigment oder Realgar in Kosmetika erscheint uns heute wenig verständlich. Ägyptischblau wurde zu dem am meisten verwendeten Pigment im alten Ägypten. Die Ägypter malten es auf Gips, Stein, Holz oder Papyrus. Es erschien auf Sarkophagen und auf Kalksteinskulpturen, manchmal diente es auch zum Blaufärben von Töpferwaren. Die Ägypter erfanden auch das blaue Glas Smalte, das bei Statuen und Särgen der Pharaonen zur Darstellung der Augen, Haare und Kronen diente. Die Farbe Blau war die Farbe des Göttlichen und man sagte ihr lebens-spendende Eigenschaften nach. Der Edelstein Lapislazuli wurde nicht zur Herstellung von Pigmenten sondern als Schmuckstein verwendet. Dagegen fanden die elementaren Metalle Gold, Silber und Kupfer als Farbmittel eine breite Anwendung.  
  
 
Farbenreiber aus Ägypten
         
  
Beim Brennen eines Gemisches aus Quarzsand, Kalk und Kupfersalzen
gewannen die alten Ägypter das blaue Pigment Ägyptisch Blau.
 
  
Zinnober tauchte in Europa zum ersten Mal im 6. Jahrhundert v. Chr. bei den Griechen auf. Die Römer bauten das rote Quecksilbererz in Almaden in Spanien in großen Mengen ab. Das aus dem Mineral Zinnober gewonnene Pigment war bei den Römern sehr beliebt, aber auch sehr teuer. Die Wandmalereien in Pompeji bezeugen die Verwendung von roten Pigmenten wie Zinnober und Realgar. Auch Bleiweiß und Bleimennige war den Römern bekannt. In der Römerzeit ergaben sich neue Handelswege. Indien exportierte zunehmend Harze, mineralische Gesteine und Farbstoffe wie Indigo. Im 8. Jahrhundert gelangten die Kenntnisse des Orients über die Mauren in Spanien und über Kreuzfahrer nach Mitteleuropa. Ab dem 12. Jahrhundert war Venedig der neue Hauptplatz für den Handel mit Farben. Der Reichtum der venezianischen Adelsfamilien förderte die Künste und zog die Maler scharenweise nach Italien. Die Kirchen gaben Wandmalereien in Auftrag, die Freskomalerei in den Kirchen erlebte ab dem 13. Jahrhundert, beginnend mit Giotto in der frühen Renaissance, eine Blütezeit. Die Palette der Farben reichte von den Erdfarben wie gelber Ocker oder roter, gebrannter Ocker über die gängigen Mineralfarben bis hin zu synthetisch hergestellten Pigmenten wie Bleizinngelb oder Smalte. Ab dem frühen Mittelalter wurde das aus dem Lapislazuli gewonnene Fra Angelico Blau neben Smalte als blaues Pigment für die Freskomalerei verwendet. Die Farbe Blau auf dem Mantel der Maria galt beispielsweise als Schutz- und Reinheitssymbol. Die im 14. Jahrhundert aufkommende Buchmalerei verwendete das wertvolle blaue Pigment ebenfalls, so findet man es beispielsweise ausgiebig in den Stundenbüchern der Gebrüder Limburg.  
   
 
  Raffael: Die Schule von Athen (1512)
   
Dieses Fresko findet man in der Stanza della Segnatura im Vatikan.
Es enthält eine große Zahl der damals verfügbaren Pigmente.
 
   
In der Folgezeit wuchs die Nachfrage nach Farben ständig. Die Könige und Fürsten schmückten ihre Paläste und Höfe mit Bildern. Das aufkommende reiche Bürgertum im 18. und 19. Jahrhundert stattete die Wohnungen zunehmend mit Gemälden aus. Das im Jahr 1704 entdeckte Berlinerblau, das zur gleichen Zeit erstmals produzierte Neapelgelb oder das um 1850 erstmals hergestellte Zinkweiß waren Produkte einer aufkommenden Farbenindustrie. Da das blaue Pigment Fra Angelico Blau nur sehr aufwändig hergestellt werden konnte, setzte ein Ausschuss in Frankreich im Jahr 1824 einen Preis von 6000 Francs für die Entwicklung eines Verfahrens zur künstlichen Herstellung aus. Die Synthese von Ultramarinblau gelang 1828 den drei Chemikern Giumet, Gmelin und Köttig unabhängig voneinander. Im Jahr 1834 gründete Leverkus die erste Ultramarinfabrik in Deutschland.  
  
  
1 Unze Fra Angelico Blau und 1 Unze Gold

 
 
Noch heute entspricht der Wert von Fra Angelico Blau in etwa der des Goldes.
 
 
Die Maler des Impressionismus hatten durch die neu aufkommenden Tubenfarben völlig neue Möglichkeiten. Vincent van Gogh trug seine Farben extrem dick auf. Er verwendete auch toxische Pigmente wie Bleiweiß, Bleichromat oder Schweinfurtergrün. Die leuchtenden Farben in den Gemälden der Maler des Impressionismus und des Expressionismus waren unter anderem eine Folge der vorangehenden industriellen Revolution der Farbenindustrie. Man suchte zunehmend nach Ersatzstoffen für die giftigen Bleipigmente wie Bleimennige oder Neapelgelb. Zinkweiß und Titanweiß lösten das Bleiweiß ab, die gelben und roten Cadmiumpigmente kamen auf. 
  
Eine Revolution stellte die Entwicklung der organischen Pigmente dar. Das im Jahr 1885 entdeckte Azopigment Pararot war das erste dieser Art. Heute übertreffen die organischen Pigmente die Farbpalette der anorganischen, und sie können es mit der Lichtechtheit durchaus aufnehmen. Wie gut ihre chemische Beständigkeit über Jahrhunderte ist, wird sich allerdings noch zeigen. Ein Nachteil besteht darin, dass sie mit wässrigen Bindemitteln schlecht benetzbar sind. Dies wird durch die Zugabe von Netzmitteln erleichtert. Oft erhält man die organischen Pigmente als Farbteig, der aus dem Pigment, aus Wasser und einem Netzmittel besteht.  
 
  
Farbteig Irgazin PR 254


 
Organische Pigmente gibt es als "Farbteig" in wässriger Dispersion.
    
   
Das um 1910 erstmals hergestellte Hansagelb PY 1 war das erste organische Azopigment für Künstlerfarben, das nicht wie der Krapplack auf der Basis eines Farblacks beruhte. Das heute erhältliche und stark verbesserte Brillantgelb PY 74 ist fast so lichtecht wie Cadmiumgelb. Das ab 1935 im Handel erhältliche Phthalocyaninblau wurde zu einer ernsthaften Konkurrenz für Berlinerblau und Ultramarinblau. Das Diketopyrrolopyrrol-Pigment Irgazinrot PR 254 ist Bestandteil im bekannten "Ferrari-Rot". Es ist lichtecht, hitze- und wetterbeständig. Daher eignet es sich zur Herstellung von Automobil-Lacken, zur Färbung von Kunststoffen oder zur Herstellung von Dispersionsfarben. Das Azopigment Orange 5 ist heute als Ersatz für das ursprüngliche "Zinnoberrot" in den meisten Künstlerfarben und auch in den Schulmalkästen enthalten. 
   
Sicherheit, Infos und Rezepte
Für das Arbeiten mit Pigmenten und Farben allgemein sind verschiedene Sicherheitsmaßnahmen einzuhalten: 
  • Schülerinnen und Schüler dürfen nicht mit karzinogenen, mutagenen oder reprotoxischen Pigmenten arbeiten. Diese sind an allgemeinbildenden Schulen generell nicht erlaubt. Auch toxische Pigmente sollten zum Malen im Kunstunterricht nicht verwendet werden.
  • Alte Pigment-Sorten, denen kein aktuelles Sicherheitsdatenblatt zugeordnet werden kann, sind zu entsorgen.
  • Die heute im Handel erhältlichen Pigmente sind so behandelt, dass sie leicht verklumpen und eine Staubbildung bei der Entnahme aus der Flasche weitgehend verhindert wird. Kann eine Staubbildung nicht eliminiert werden, sind Farbteige (mit Wasser vermischte Pigmente) oder Farbpasten zu bevorzugen.
  • Die Aufbewahrung erfolgt an einem Ort, an dem Kinder keinen Zugang haben.
  • Farbtuben oder Pigmentflaschen sind nach jeder Entnahme sofort zu verschließen.
  • Pigmente dürfen nicht offen in Schalen oder Ablagen herumtransportiert werden.
  • Besonders bei lösemittelhaltigen Farben ist eine gute Lüftung notwendig.
  • Beim Abfüllen der Pigmente aus Beuteln in Gefäße muss eine Feinstaubmaske getragen oder noch besser ein Abzug eingesetzt werden.
  • Das Tragen eines Arbeitskittels ist bei allen künstlerischen Arbeiten empfehlenswert.
  • Werden beim Anrühren ätzende Stoffe verwendet, müssen bei der Farbherstellung Schutzbrille und Schutzhandschuhe verwendet werden.
  • Besteht die Möglichkeit, dass Haut oder Augen mit Farben oder mit Schmutzwasser benetzt werden, sind auch beim Malen und beim Reinigen Schutzhandschuhe oder eine Schutzbrille zu tragen.
  • Das Befeuchten der Pinsel mit den Lippen ist zu vermeiden.
  • Lappen, die mit Leinöl oder anderen öl- oder benzinhaltigen Flüssigkeiten getränkt sind, können sich von selbst entzünden. Es besteht Brandgefahr! Zum Trocknen werden Lappen immer ausgebreitet über einer feuersicheren Unterlage aufgehängt oder ausgelegt, niemals zerknüllt.
  • Es wird empfohlen, Farbreste vollständig zu vermalen, beispielsweise auf einem "Resten-Kunstwerk". Die Pinsel sind daran vollständig auszustreichen. So bleiben nur wenige Milligramm im Pinsel zurück.
  • Pinsel mit wasserlöslichen Farben werden in einem gesonderten Behälter ausgewaschen. Der Schlamm und die festen Reste müssen als Sondermüll entsorgt werden, wenn darin schwermetallhaltige Farben enthalten sind. Pinsel mit öllöslichen Farben werden mit dem Pinselreiniger ausgewaschen, der generell als Sondermüll zu entsorgen ist.

Farbenprojekt Herstellung von Pigmenten
 
Exkursion zur Firma Kremer Pigmente 
Arbeitsblätter zur Herstellung von Farben 
Anleitung zur Herstellung eines Pigments aus Farbstoffen
 
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