Mineralfarbe
Der Fachbegriff Mineralfarben bezeichnet Anstrichstoffe mit mineralischen Bindemitteln. Ob die farbgebende Substanz ein mineralisches Pigment oder ein anderes Farbmittel ist, spielt für die Einordnung als Mineralfarbe keine Rolle.
Abweichend von dieser Definition werden Anstrichmittel im Handel oft als „Mineralfarben“ bezeichnet, wenn sie überwiegend aus mineralischen Bestandteilen bestehen; das Bindemittel kann dabei auch Acrylharz oder ein anderes nichtmineralisches Bindemittel sein. Nachfolgend werden Mineralfarben nicht in diesem Sinne erläutert, sondern im Sinne des Fachbegriffs.
Kalk und Silikat
Als Bindemittel für mineralische Anstriche im Baubereich wurde traditionell Kalk verwendet. Im späten 19. Jahrhundert wurden als Alternative für besonders witterungsbeständige Anstriche auf mineralischen Untergründen Farben mit silikathaltigem Bindemittel entwickelt.
Kalkbindemittel carbonatisieren unter Einwirkung von Kohlendioxid und Wasser zu Calciumcarbonat. Silikatische Bindemittel (in der Regel Kaliumsilikat bzw. Kaliwasserglas) bilden unter Einwirkung von CO2 zusammen mit mineralischen Reaktionspartnern Calciumsilikathydrate.[1]
In Fresko-Technik aufgetragene Kalkanstriche härten mit dem zuvor applizierten Kalkmörtel zu einer Art Kalkstein aus. Auf bereits abgebundenen Oberflächen muss eine Kalkfarbe jedoch zum Abbinden lange feucht gehalten werden und wird zudem bei häufiger Beanspruchung durch Schlagregen nach und nach ausgewaschen. Die Bindekraft von Kalk nimmt mit zunehmendem Pigmentanteil ab. Reine Kalkfarben werden vorwiegend an geschützten Fassadenbereichen, in Innenräumen sowie im Bereich der Denkmalpflege und im Lehmbau verwendet.
Wenn heute von Mineralfarben gesprochen wird, sind in der Regel die Silikatfarben gemeint. Es handelt sich hier um Anstrichmittel, die als Bindemittel Kaliwasserglas verwenden. Sie werden auch Wasserglasfarben oder Keimfarben (nach dem Erfinder Adolf Wilhelm Keim) genannt. Silikatanstriche sind sehr langlebig und witterungsbeständig. Reine Silikatanstriche können eine Lebensdauer von weit über hundert Jahren erreichen.
Geschichte
Alchimisten auf der Suche nach dem „Stein der Weisen“ (Goldherstellung) entdeckten in Feuerstätten glasig schimmernde Perlen. Sand gemischt mit Pottasche aus dem verbrannten Holz verschmolz in der Hitze zu Wasserglasperlen. Kleine, runde Wasserglasscheiben wurden hergestellt und als Fenster verwendet. Die erste industrielle Produktion von Wasserglas erfolgte im 19. Jahrhundert durch Van Baerle in Gernsheim und Johann Gottfried Dingler in Augsburg.
Erste Versuche, mit Wasserglas Farben herzustellen, erfolgten durch Johann Nepomuk von Fuchs. Um 1850 ist eine Fassadenbemalung der Münchner Pinakothek durch die Maler Kaulbach und Schlotthauer mit solchen Farben belegt. Durch die Verwendung nicht verkieselungsfähiger Erdpigmente wurden die Malereien jedoch wieder aus dem Wasserglas ausgewaschen.
Mineralfarben wurden 1878 vom Handwerker und Forscher Adolf Wilhelm Keim patentiert und werden bis heute vom Unternehmen Keimfarben als Nachfolgeunternehmen der Industriewerke Lohmann AG in Diedorf bei Augsburg hergestellt.
Auch Vincenz van Baerle, auf den Keim als Bezugsquelle für sein Wasserglas angewiesen war, versuchte, selbst Silikatfarben herzustellen. Seine Experimente dauerten Jahre, bis sie ausgereift waren, und auch er kam schließlich zu guten Ergebnissen und das spätere Silinwerk der Chemischen Fabrik van Baerle in Gernsheim am Rhein wurde ebenfalls ein bekannter Hersteller.[2] Im Jahr 2014 stellte es den Betrieb ein.[3] In der Schweiz werden Silikate, auch zur Herstellung von Silikatarben, nach wie vor unter dem Namen van Baerle hergestellt, durch die im schweizerischen Münchenstein ansässige van Baerle Gruppe, die sich aus der ehemaligen Basler Filiale der deutschen Firma van Baerle & Wöllner als eigenständiges Unternehmen entwickelt hat.[4]
Auslöser für die intensive Forschungsarbeit Adolf Wilhelm Keims war König Ludwig I. von Bayern. Der kunstsinnige Monarch wollte Malereien in der Art der farbenfrohen Kalkfresken Norditaliens auch im Königreich Bayern in Auftrag geben. Das rauere Wetter nördlich der Alpen begrenzte jedoch die Lebensdauer von Wandmalereien aus Kalkfarben, die ungeschützt der Witterung ausgesetzt waren. Der König förderte die Entwicklung einer Farbe, die sich wie Kalk anwenden ließ, aber eine größere Beständigkeit gegenüber Schlagregen und Durchfeuchtung bei gleichzeitig auftretenden Minustemperaturen aufwies.
Heute noch existieren Originalanstriche aus dem 19. Jahrhundert wie etwa an den Fassaden des Gasthauses „Weißer Adler“ in Stein am Rhein, der inzwischen sanierten Villa Patumbah oder der Rathäuser in Schwyz (1891), in Oslo (1895) und in Traunstein (1891).
Eigenschaften
Mineralfarben enthalten neben anorganischen Farbmitteln als Hauptbestandteil ein kaliumhaltiges Alkalisilikat (Wasserglas), das Kaliwasserglas, auch flüssiges Kaliumsilikat oder LIQVOR SILICIVM genannt.
Ein Anstrich mit Mineralfarben kann sich mit geeigneten Untergründen durch Verkieselung unlösbar verbinden. Dies ist insbesondere auf Mörtel, Kunst- und Naturstein der Fall, die silikathaltige Sande oder Gesteinsmehle enthalten.
Mineralische Bindemittel sind höchst beständig gegen UV-Einflüsse. Während organische Bindemittel wie Acrylat- oder Siliconharzdispersionen unter UV-Einfluss im Laufe der Jahre verspröden und zu Kreidungserscheinungen, Rissen und in Folge zu Anstrichschäden führen, bleiben anorganische Bindemittel wie Wasserglas und Kalk stabil.
Reine Silikatfarben erfordern zum Abbinden einen siliziumhaltigen Untergrund wie mineralischen Putze und Beton. Die Wasserdampfdurchlässigkeit (Diffusionsoffenheit) von reinen Silikatfarben entspricht derjenigen des Malgrundes, sie behindern die Diffusion der im Baukörper bzw. im Putz enthaltenen Feuchtigkeit nach außen kaum. Das hält die Wände trocken und vermeidet Bauschäden. Zudem wird so Kondensatfeuchte an der Baustoff-Oberfläche vermieden. Dies reduziert das Risiko von Algen- und Pilzbefall. Die hohe Alkalität des Bindemittels Wasserglas schafft zusätzliche Sicherheit vor dem Befall mit Mikroorganismen und ermöglicht den vollständigen Verzicht auf Topf-Konservierungsmittel.
Auf organischen Putzen, Holz und Metall sind Mineralfarben nur verwendbar, wenn zusätzliche organische Bindemittel beigefügt werden, wie es in Dispersionsfarben und Edelputzen der Fall ist.
Im Gegensatz zu Dispersions- oder Siliconharzgebundenen Anstrichflächen laden sich Mineralfarben nicht statisch auf und werden bei Hitze nicht klebrig (keine Thermoplastizität). Es haften weniger Schmutzpartikel an und diese werden zudem leichter abgewaschen.[5] Reine Silikatfarben sind nicht brennbar und enthalten weder organische Bestandteile noch organische Lösungsmittel (DIN 18363 Maler- und Lackierarbeiten – Beschichtungen 2.4.1).
Silikatfarben, die ausschließlich mit mineralischen Pigmenten getönt werden, welche sich durch UV-Licht im Farbton nicht verändern, bleiben über Jahrzehnte im Farbton konstant.
Reine Silikatfarben basieren auf mineralischen Rohstoffen und sind in Herstellung und Wirkung sehr umweltfreundlich. Ihre lange Lebensdauer spart Ressourcen und die schadstofffreie Zusammensetzung schont Umwelt und Gesundheit.
Typen
Grundsätzlich werden heute drei Typen von Silikatfarben unterschieden:
Die reine Silikatfarbe besteht aus zwei Komponenten, einem trockenen oder in Wasser angeteigten Farbpulver und dem flüssigen Bindemittel Wasserglas. (DIN 18363 Maler- und Lackierarbeiten – Beschichtungen 2.4.1) Die Verarbeitung erfordert viel Erfahrung und Know-how. Sie ist besonders im historischen Bereich verbreitet.
Mitte des 20. Jahrhunderts wurde die erste einkomponentige Silikatfarbe entwickelt. Durch Zugabe von bis zu 5 Masse-Prozent organischen Additiven (z. B. Acrylatdispersion, Hydrophobiermittel, Verdicker o. ä.) kann die Farbe anwendungsfertig im Eimer angeboten werden. Man spricht hier von sog. „Dispersions-Silikatfarben“ (DIN 18363 Maler- und Lackierarbeiten – Beschichtungen 2.4.1). Die Anwendungsbreite dieser Silikatfarbentype ist gegenüber der reinen Silikatfarbe deutlich größer, weil auch Untergründe mit geringeren Festigkeiten sowie mit organischen Anteilen beschichtbar sind. Zudem ist die Verarbeitung einfacher als bei der reinen Silikatfarbe.
Seit 2002 existiert eine dritte Kategorie von Silikatfarbe, die sog. Sol-Silikatfarbe. Sie enthält als Bindemittel eine Kombination aus Kieselsol und Wasserglas. Der organische Anteil ist wie bei der Dispersions-Silikatfarbe auf 5 Masse-Prozent beschränkt, um eine chemische Abbindung und die silikattypischen Stärken zu erhalten. Die Sol-Silikatfarbe ermöglicht auch eine Verwendung auf nichtmineralischen Putzen.[6] Hier erfolgt die Bindung chemisch und physikalisch. Diese Farben sind einfach und sicher auf nahezu allen üblichen Untergründen zu verarbeiten.
Weblinks
- Kleine Geschichte der Silikatfarbentechnik (Memento vom 8. Oktober 2008 im Internet Archive), 12. Dezember 2003
- Artikel im Malerlexikon über Silikatfarben
- Grundprinzip der Silikattechnologie (keimfarben.de)
Einzelnachweise
- ↑ Kurt Schönburg: Historische Beschichtungstechniken – erhalten und bewahren. vb Verlag Bauwesen, Berlin 2002, ISBN 3-345-00796-7, S. 43f.
- ↑ Kurt Wehlte: Werkstoffe und Techniken der Malerei. Band III, Urania Verlag, 2001, ISBN 3-332-01665-2, S. 452.
- ↑ Mitteilung an unsere Kunden und Lieferanten In: silikatfarben.com, Webseite des Silinwerks am 29. Juli 2014. Abgerufen am 14. Mai 2019.
- ↑ Zeitstrang der Geschichte der van Baerle Group, 1838 – 2019 In: vanbaerle.com, Unternehmens-Webseite. Abgerufen am 14. Mai 2019.
- ↑ Dr. Ingo Rademacher: Die Farbigkeit in der Altbaubeschichtung. In: Restauro-Estra, Callwey-Verlag, März 2007, S. 17f.
- ↑ Kurt Schönburg: Historische Beschichtungstechniken – erhalten und bewahren. vb Verlag Bauwesen, Berlin 2002, ISBN 3-345-00796-7, S. 193f.
