Fabfotographie, Pigmentfarbstoffe, Lacke

Report
Lacke
Pigmentfarbstoffe
Farbfotographie
Inhalt
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Farbfotographie
 Aufbau
Analogkamera
 Prozess im Film
 Entwicklung
 Vom Negativ zum Positiv
 Farbige Fotos
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Pigmentfarbstoffe
Lacke
Aufbau Analogkamera
Aufbau Analogkamera
Fotografischer Prozess
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Film: Silberhalogenkristalle auf Gelatineschicht
Einstrahlung von Licht:
+
einige Silberionen können im Gitter wandern
Absorbtion von Photonen: Elektron wird vom
Valenz- ins Leiterband angeregt (Photoelektron)
2-
Erklärung Bändermodell

vom Bohr’schen Atommodell zum Bändermodell
Erklärung Bändermodell
Valenzband: letztes besetztes Energieband
 Leiterband: nächst höheres Band
 Abstand zw.
Bändern:
Bandlücke (je
kleiner desto
leitender)
 Leiter:
Valenzband
nicht voll besetzt
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Fotografischer Prozess
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Film: Silberhalogenkristalle auf Gelatineschicht
Einstrahlung von Licht:
+
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
2-
Fotografischer Prozess
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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
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. 400-700nm
 Belichtung von AgX reicht nicht aus
 adsorbtion eines Sensibilisatormolekül an AgXOberfläche

Spektrale Sensibilisierung
Sensibilisator: benötigt geringere Anregungsenergie
 absorbiert auch höhere λ
 Photoelektron des Sensibilisators geht in Leiterband
des AgX-Kristalls über
 Erzeugung von Latentbildkeimen
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Entwicklung
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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
Entwicklung
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Mechanismus
anodischer
Teilprozess:
Entwickler wird
von Latenzkeim
oxidiert
Entstehung von
Farbstoff durch
Reaktion mit
Kuppler
kathodischer Teilprozess:
Elektronen neutralisieren
Silberionen
Fixieren
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Film enthält noch AgX-Kristalle  kann noch nicht
ans Tageslicht
Kristalle werden in Natriumthiosulfat abreagiert zu
Kompleysalt
Komplexsalz kann mit Wasser abgewaschen
werden
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
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Negative für Farbfotografie
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Film mit 3 Schichten für die 3 subtraktiven
Grundfarben (yellow, magenta, cyan)
je nach Wellenlänge oxidieren die AgX-Kristalle in
einer anderen Schicht
Farbige Positive
auch auf dem Trägermaterial werden
unterschiedliche lichtempfindliche Schichten
aufgebracht
 Schichten: Rot-, Grün- und Blauempfindlich
 Belichtung durch Negativ
 Farbiges Bild
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Inhalt
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Farbfotographie
Pigmentfarbstoffe
 Definition
 natürliche
Vorkommen
 anorganische und organische Pigmente
 Effektpigmente
 Verwendungsbereiche
 Toxikologie
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Lacke
Definition
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Farbstoffe, die im Anwedungsmedium unlöslich sind
auch Substratfarben genannt
 farbgebende
und farblose Komponenten werden
unlöslich miteinander verbunden
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Dispergierung: Farbpigmente werden auf
Dispergierungsmedium (“Trägermedium”)
gleichmäßig verteilt
natürliche Vorkommen
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Farbträger so gut wie aller pflanzlichen/tierischen
Zellen/Oberflächen
 z.B.
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Haare, Feldern, Blätter, ...
Mangel an Pigmenten: Albinismus
keine technische Verwendung natürlicher Pigmente
anorganische Pigmente
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reagieren nicht mit Sauerstoff
 resistent
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gegen Alterung
meist sehr hitzebeständig
 Verwendung
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in Porzellanmalerei
geringere Vielfalt als organische
oft gesundheitlich bedenklich
(Schwermetallverbindungen)
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)
Effektpigmente
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Bronze- bzw Aluminiumpigment
 goldenes
bzw. silbernes Schimmern
 Qualität hängt von Regelmäßigkeit und Größe der
Teilchen ab
Effektpigmente

Perlglanz- oder Interferenzpigmente
 Beschichtung
mit mehreren sehr dünnen Oxidschichten
(ca. 100nm)
 Dünnschichtinterferenz
(Dünnschicht-)Interferenz

Aufspaltung des kontinuirlichen Spektrums in
einzelne Wellenlängen (ähnlich wie beim Prisma)
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)
Effektpigmente
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Leuchtpigmente
 Fluoreszenzpigmente
für Tagleuchtfarben
(“Neonfarben”)
 Phosphorizierende Stoffe für Nachtleuchtfarben
Fluoreszenz
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durch Fluoreszenz kann UV-Licht sichtbar werden
kein Nachleuchten
Phosphoreszenz
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Elektron verweilt bis zu mehrere Stunden in
metastabilem Zustand  Nachleuchten
Effektpigmente
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Radiolumineszenspigmente
 Alpha-
Betta- oder Röntgenstrahlung (radioaktiv) regen
Gas oder Beschichtung zum Leuchten an
 Heute in Uhren, Amaturen: Tritium (Betastrahler)
 Strahlung extrem schwach
Verwendungsbereich
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Lacke, Anstrichfarben
Druckerfarben
Färbung von Kunststoffen
Künstlerfarben, Buntstifte
Textildruck
Kosmetika
Toxikologie
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aufgrund ihrer Unlöslichkeit weitestgehend
unbedenklich
gesundheitliche bedenken wegen Staubcharakter
Verwendung mit Binde- und Lösemitteln 
toxikologische Wirkung dieser Stoffe
Inhalt
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Farbfotographie
Pigmentfarbstoffe
Lacke
 Begriffsklärung
 Zusammensetzung
 Bindemittel
 Lösungsmittel
 Additive
 Trocknung
des Lacks
Was sind Lacke?
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Beschichtungsstoffe
 bildet

Veredleung
 z.B.

einen dünnen Film
durch Farbe, Glanz, Lotuseffekt
Schutz des Untergruds
 z.B.
vor Korrosion, Licht, Wärme
Zusammensetzung von Lacken
Bindemittel - Aufgabe
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verbindet die einzelnen Bestandteile des Lacks
bewirkt Haftung von Lack auf Oberfläche
Bindemittel - Funktionsweise
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besteht aus (Kunst-)Harzen, Ölen oder Kunststoffen
Synthese von Kunstharzen: Polymerisation
Polymere
 lange
Ketten  hohe intermolekulare Kräfte
Polymerisation
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Verbindung der Monomere zu einem Polymer
Mechanismen: Polymerisation (anionisch, kathionisch,
radikalisch), Polykondensatio, Polyaddition
Zusammensetzung von Lacken
Lösungsmittel - Aufgabe
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Verdünnung, damit Lacke verarbeitet werden
können
Geschwindigkeit der Verdunstung beim
Trocknungsprozess beeinflusst Eigenschaften des
Lacks
Beispiele: Benzine, Acetone, Wasser (oft
Kombinationen)
Zusammensetzung von Lacken
Additive
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Zusätze mit gewissen Eigenschaften
Beispiele: Beschleuniger/Härter, Korrosionsschutz
Trocknung des Lacks
Physikalische Trocknung
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Verdunsten der Lösungsmittel führt zu “Verkleben”
der Bindungsmittelketten durch Intermolekulare
Kräfte
kann durch Lösemittel wieder verflüssigt werden
Dämpfe werden frei
Lösemittel
Chemische Vernetzung
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erneute Vernetzung der langen Polymermoleküle
Usachen:
 Oxidation,

Hitze
Kalthärten von Zwei-Komponenten-Lack
Härter
Bindemittel
Quellen
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Physikjornal, 12/2013
Spektrum der Wissenschaft, 12/2013
http://www.chemie.de/lexikon/Pigment.html
http://daten.didaktikchemie.unibayreuth.de/umat/fluoreszenz/fluoreszenz.htm
http://me-lrt.de/atome-hulle-und-kern
http://www.chemiedidaktik.uniwuppertal.de/material/gestaltungs_technik/6_lacke.pdf
http://www.kunststoffschweiz.ch/html/kationische_polymerisation.html
http://de.wikipedia.org/wiki/Lumineszenz
http://www.photovoltaiksolarstrom.de/photovoltaiklexikon/leitungsb
and-und-valenzband
http://daten.didaktikchemie.unibayreuth.de/umat/farbfotografie/farbfoto.htm
Bildquellen
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http://static.cosmiq.de/data/de/3dc/36/3dc3612e9345561ffe892a1ec33253a
4_1_orig.jpg
http://www.chemgapedia.de/vsengine/media/vsc/de/ph/14/ep/einfuehrung/wel
lenoptik/bilder/sk10_1.png
http://1.bp.blogspot.com/-1UgWDv76CIs/TuJ3e3iD3SI/AAAAAAAAFQM/FjIWuGVFvc/s1600/DSCI4371.JPG
http://www.stempelfeld.de/Fluchtwegschild-im-Dunkeln.jpg
http://watchwiki.org/images/thumb/1/18/GO_Senator_Navigator_Ewiger_Kalender_4.jpg/1
80px-GO_Senator_Navigator_Ewiger_Kalender_4.jpg
http://referate.mezdata.de/sj2009/dslr_sinan-saglam/res-wiki/slr1.jpg
http://www.buecherundbilder.de/images/einaeugige-slr.jpg
http://www.photovoltaiksolarstrom.de/wpcontent/uploads/2012/09/entstehung_energieb%C3%A4nder.gif
http://www.halbleiter.org/img/grundlagen/leiter/potentialtoepfe.gif
http://www.chemgapedia.de/vsengine/media/vsc/de/ch/11/aac/vorlesung/kap
_2/kap2_6/grafik/e_level.gif
Vielen Dank für Eure
Aufmerksamkeit! 

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