Lacke Pigment-farbstoffe

Präsentation zum Thema: "Lacke Pigment-farbstoffe"—  Präsentation transkript:

1 Lacke Pigment-farbstoffe
Farb-fotographie

2 Inhalt Farbfotographie Pigmentfarbstoffe Lacke Aufbau Analogkamera
Prozess im Film Entwicklung Vom Negativ zum Positiv Farbige Fotos Pigmentfarbstoffe Lacke

3 Aufbau Analogkamera

4 Aufbau Analogkamera

5 Fotografischer Prozess
Film: Silberhalogenkristalle auf Gelatineschicht Einstrahlung von Licht: 2- + einige Silberionen können im Gitter wandern Absorbtion von Photonen: Elektron wird vom Valenz- ins Leiterband angeregt (Photoelektron)

6 Erklärung Bändermodell
vom Bohr’schen Atommodell zum Bändermodell

7 Erklärung Bändermodell
Valenzband: letztes besetztes Energieband Leiterband: nächst höheres Band Abstand zw. Bändern: Bandlücke (je kleiner desto leitender) Leiter: Valenzband nicht voll besetzt

8 Fotografischer Prozess
Film: Silberhalogenkristalle auf Gelatineschicht Einstrahlung von Licht: 2- + einige Silberionen können im Gitter wandern Absorbtion von Photonen: Elektron wird vom Valenz- ins Leiterband angeregt (Photoelektron) Photoelektron kann sich auf Leiterband frei bewegen reagieren mit Silberionen

9 Fotografischer Prozess
schnelle Rückreaktion Oberfläche der Silberhalogenitkristalle (AgX) behandelt, sodass Ag2 an ihrer Oberfläche haften Reifkeime  Entstehung von Ag-Clustern Cluster mit 4 oder mehr Ag-Atomen: Latentbildkeime

10 Spektrale Sensibilisierung
Absorbtion nur bei Energie, die der der Bandlücke entspricht bei AgBr: 2,6eV  E = h*(c/λ ) Absorbtion von λ <480nm (blau bis UV) sichtbares Spektrum: ca nm  Belichtung von AgX reicht nicht aus adsorbtion eines Sensibilisatormolekül an AgX- Oberfläche

11 Spektrale Sensibilisierung
Sensibilisator: benötigt geringere Anregungsenergie  absorbiert auch höhere λ Photoelektron des Sensibilisators geht in Leiterband des AgX-Kristalls über  Erzeugung von Latentbildkeimen

12 Entwicklung Latentbildkeime werden sichtbar gemacht
Latenzkeime oxidieren Entwicklerflüssigkeit Entwicklerkation wird zu Farbstoffmolekül damit nicht auch AgX-Kristalle (ohne Latentbildkeime) angegriffen werden  rechtzeitiger chemischer Stopp der Reaktion latent = verborgen Stopp durch Stoppband aus Essigsäure

13 Entwicklung Mechanismus kathodischer Teilprozess:
Elektronen neutralisieren Silberionen Mechanismus anodischer Teilprozess: Entwickler wird von Latenzkeim oxidiert Entstehung von Farbstoff durch Reaktion mit Kuppler

14 Fixieren Film enthält noch AgX-Kristalle  kann noch nicht ans Tageslicht Kristalle werden in Natriumthiosulfat abreagiert zu Kompleysalt Komplexsalz kann mit Wasser abgewaschen werden

15 Erstellen eines Positivs
Negativ: enthält Farbstoff an beleuchteten Stellen  an beleuchteten Stellen dunkel und umgekehrt Negativ wird auf Lichtempfindliches Papier gelegt Papier wird durch Negativ belichtet an dunklen Stellen des Negativs  schwache Belichtung  Positiv hell  schwarz-weiß-Bild

16 Negative für Farbfotografie
Film mit 3 Schichten für die 3 subtraktiven Grundfarben (yellow, magenta, cyan) je nach Wellenlänge oxidieren die AgX-Kristalle in einer anderen Schicht

17 Farbige Positive auch auf dem Trägermaterial werden unterschiedliche lichtempfindliche Schichten aufgebracht Schichten: Rot-, Grün- und Blauempfindlich Belichtung durch Negativ  Farbiges Bild

18 Inhalt Farbfotographie Pigmentfarbstoffe Lacke Definition
natürliche Vorkommen anorganische und organische Pigmente Effektpigmente Verwendungsbereiche Toxikologie Lacke

19 Definition Farbstoffe, die im Anwedungsmedium unlöslich sind
auch Substratfarben genannt farbgebende und farblose Komponenten werden unlöslich miteinander verbunden Dispergierung: Farbpigmente werden auf Dispergierungsmedium (“Trägermedium”) gleichmäßig verteilt

20 natürliche Vorkommen Farbträger so gut wie aller pflanzlichen/tierischen Zellen/Oberflächen z.B. Haare, Feldern, Blätter, ... Mangel an Pigmenten: Albinismus keine technische Verwendung natürlicher Pigmente

21 anorganische Pigmente
reagieren nicht mit Sauerstoff resistent gegen Alterung meist sehr hitzebeständig Verwendung in Porzellanmalerei geringere Vielfalt als organische oft gesundheitlich bedenklich (Schwermetallverbindungen)

22 organische Pigente Bsp.: Hämoglobin (Blutfarbstoff), Indigo
Leukoformen (nicht pigmentiert) werden durch Oxidation zu Pigmentfarbstoffen synthetisch hergestellte Pigmente Unterteilung in Azo- und Nichtazopigmente (Azopigmente: enthalten mind. eine -N=N- Gruppe)

23 Effektpigmente Bronze- bzw Aluminiumpigment
goldenes bzw. silbernes Schimmern Qualität hängt von Regelmäßigkeit und Größe der Teilchen ab

24 Effektpigmente Perlglanz- oder Interferenzpigmente
Beschichtung mit mehreren sehr dünnen Oxidschichten (ca. 100nm) Dünnschichtinterferenz

25 (Dünnschicht-)Interferenz
Aufspaltung des kontinuirlichen Spektrums in einzelne Wellenlängen (ähnlich wie beim Prisma)

26 Effektpigmente Perlglanz- oder Interferenzpigmente
Beschichtung mit mehreren sehr dünnen Oxidschichten (ca. 100nm) Dünnschichtinterferenz Erzeugung von praktisch beliebigen Farbnuance blickwinkelabhängige Farbe (“Farb-Flop”) Beispiele Interferenz: Holo-Geschenkband, Luftballon, Schneekugel; an dünnen Schichten: Öllache, Seifenblase)

27 Effektpigmente Leuchtpigmente
Fluoreszenzpigmente für Tagleuchtfarben (“Neonfarben”) Phosphorizierende Stoffe für Nachtleuchtfarben

28 Fluoreszenz durch Fluoreszenz kann UV-Licht sichtbar werden
kein Nachleuchten

29 Phosphoreszenz Elektron verweilt bis zu mehrere Stunden in metastabilem Zustand  Nachleuchten

30 Effektpigmente Radiolumineszenspigmente
Alpha- Betta- oder Röntgenstrahlung (radioaktiv) regen Gas oder Beschichtung zum Leuchten an Heute in Uhren, Amaturen: Tritium (Betastrahler) Strahlung extrem schwach Tritium: radioaktuves Wasserstoffisotop früher: Radium-226 (gefährlich!)

31 Verwendungsbereich Lacke, Anstrichfarben Druckerfarben
Färbung von Kunststoffen Künstlerfarben, Buntstifte Textildruck Kosmetika

32 Toxikologie aufgrund ihrer Unlöslichkeit weitestgehend unbedenklich
gesundheitliche bedenken wegen Staubcharakter Verwendung mit Binde- und Lösemitteln  toxikologische Wirkung dieser Stoffe

33 Inhalt Farbfotographie Pigmentfarbstoffe Lacke Begriffsklärung
Zusammensetzung Bindemittel Lösungsmittel Additive Trocknung des Lacks

34 Was sind Lacke? Beschichtungsstoffe Veredleung Schutz des Untergruds
bildet einen dünnen Film Veredleung z.B. durch Farbe, Glanz, Lotuseffekt Schutz des Untergruds z.B. vor Korrosion, Licht, Wärme

35 Zusammensetzung von Lacken

36 Bindemittel - Aufgabe verbindet die einzelnen Bestandteile des Lacks
bewirkt Haftung von Lack auf Oberfläche

37 Bindemittel - Funktionsweise
besteht aus (Kunst-)Harzen, Ölen oder Kunststoffen Synthese von Kunstharzen: Polymerisation Polymere lange Ketten  hohe intermolekulare Kräfte

38 Polymerisation Verbindung der Monomere zu einem Polymer
Mechanismen: Polymerisation (anionisch, kathionisch, radikalisch), Polykondensatio, Polyaddition

39 kathionische Polymerisation
elektrophiler Angriff an die Doppelbindung

40 Polykondensation nukleophiler Angriff
hier: säurekatalytische Carbonsäureamidbildung Polykondensation mehrerer Endprodukte (immer N mit Doppelbindung des anderen)

41 Polyaddition Reaktion 2er funktioneller Gruppen

42 Polyaddition

43 Zusammensetzung von Lacken

44 Lösungsmittel - Aufgabe
Verdünnung, damit Lacke verarbeitet werden können Geschwindigkeit der Verdunstung beim Trocknungsprozess beeinflusst Eigenschaften des Lacks Beispiele: Benzine, Acetone, Wasser (oft Kombinationen)

45 Zusammensetzung von Lacken

46 Additive Zusätze mit gewissen Eigenschaften
Beispiele: Beschleuniger/Härter, Korrosionsschutz

47 Trocknung des Lacks

48 Physikalische Trocknung
Verdunsten der Lösungsmittel führt zu “Verkleben” der Bindungsmittelketten durch Intermolekulare Kräfte kann durch Lösemittel wieder verflüssigt werden Dämpfe werden frei Lösemittel

49 Chemische Vernetzung erneute Vernetzung der langen Polymermoleküle
Usachen: Oxidation, Hitze Kalthärten von Zwei-Komponenten-Lack Härter Bindemittel

50 Komponenten im Industrielack
flexiebler härter, weniger flexiebel wasserlöslich

51 Quellen Physikjornal, 12/2013 Spektrum der Wissenschaft, 12/2013
bayreuth.de/umat/fluoreszenz/fluoreszenz.htm wuppertal.de/material/gestaltungs_technik/6_lacke.pdf schweiz.ch/html/kationische_polymerisation.html and-und-valenzband bayreuth.de/umat/farbfotografie/farbfoto.htm

52 Bildquellen 4_1_orig.jpg lenoptik/bilder/sk10_1.png GVFvc/s1600/DSCI4371.JPG wiki.org/images/thumb/1/18/GO_Senator_Navigator_Ewiger_Kalender_4.jpg/1 80px-GO_Senator_Navigator_Ewiger_Kalender_4.jpg content/uploads/2012/09/entstehung_energieb%C3%A4nder.gif _2/kap2_6/grafik/e_level.gif

53 Vielen Dank für Eure Aufmerksamkeit! 