„Verlackung“ – Bearbeiten

Die '''Verlackung''' ist eine Methode der [[Farbmittel]]herstellung, mit der aus wasserlöslichen [[Farbstoff]]en durch Zugabe von [[Fällungsreaktion|Fällungsmitteln]] bzw. [[Beizmittel]]n (engl. ''mordant'')<ref>siehe [[:en:Mordant]]</ref> unlösliche [[Pigment]]e erzeugt werden.<ref name="DIN">{{Literatur|Titel=DIN 55943|Hrsg=Deutsches Institut für Normung e. V.|Sammelwerk=Farbmittel 1|Band=DIN-Taschenbuch 49|Auflage=7|Ort=Berlin, Wien, Zürich|Datum=2012|Seiten=508, 518|ISBN=978-3-410-23202-5}}</ref> Diese Pigmente sind chemisch gesehen [[Salze]], werden aber industriell als '''verlackte Pigmente''', '''Lackpigment''' oder auch als '''Farblack''' bezeichnet, nicht zu verwechseln mit dem [[Beschichtungstechnik|Beschichtungswerkstoff]] [[Lack]].<ref name="DIN" />

== Arbeitsweise ==
Chemisch ist die Verlackung eine Salzbildung durch [[Fällung]] mit dem Ziel, in Wasser unlösliche Reaktionsprodukte zu erhalten, also unlösliche Salze.

Viele einfache und wirtschaftliche Farbstoffe sind wasserlöslich, insbesondere [[anion]]ische und [[kation]]ische Farbstoffe. Diese Eigenschaft kann bei bestimmten Anwendungen stören, beispielsweise im [[Offsetdruck]]. Um [[Farbechtheit]] zu erreichen, sind [[Pigment]]e erforderlich. Um aus den wasserlöslichen Farbstoffen preiswerte Pigmente zu erhalten, werden die für die Wasserlöslichkeit verantwortlichen funktionellen Gruppen durch Umsetzen mit geeigneten Gegenionen verändert.

;Säurefarbstoffe (anionische Farbstoffe)
Anionische Farbstoffe enthalten [[Sulfonsäure|Sulfonate]] oder [[Carbonsäuren|Carboxylate]]. Für Sulfongruppen sind [[Barium]]- und auch [[Calcium]]<nowiki />ionen als Verlackungsmittel geeignet. Carboxylate werden meist mit [[Blei]]<nowiki />ionen verlackt, was heute unter dem Aspekt des Umweltschutzes an Bedeutung verliert. [[Aluminium]]-, [[Eisen]]- und andere [[Schwermetall]]<nowiki />ionen kommen ebenfalls zum Einsatz.

;Basische (kationische) Farbstoffe
Kationische Farbstoffe enthalten [[Amine]] als Reaktionsgruppe. Sie sind brillant und farbstark und sind gut für die Malerei geeignet. Eine Verlackung der basischen Gruppen mit [[Heteropolysäure]]n führt zu Pigmenten mit ausreichender Farbechtheit.

;Grundsubstanzen
Für die Verlackung interessant sind
* [[Anthrachinon]]farbstoffe,
* [[Thiazinfarbstoff]]e und
* [[Triphenylmethanfarbstoff|Triphenylmethan]], aber vor allem
* [[Azofarbstoff]]e, die mit ihrem Chromphor sehr variabel sind.

Zur Qualitätskontrolle wird so lange Schwermetallsalz zur Farbstofflösung zugesetzt, bis sich auf einem Filterpapier kein Auslauf („Farbhalo“) mehr um die Probe bildet.

== Druckpigmente ==
[[Druckfarbe|Druckpigmente]] müssen
* geeignete Farbreize aufweisen (z. B. für den Vierfarbdruck),
* hohe Deckkraft auch bei geringer Schichtdicke besitzen,
* ausreichend [[Farbechtheit|farbecht]] sein,
* im Bindemittel dispergierbar sein (was von Teilchenformen und -größen abhängt).

=== Lackrot C ===
[[Datei:Pigment Red 53.svg|mini|Lackrot C-Bariumsalz]]
Die bariumverlackte Version des [[Azopigment]]s [[Colour Index|C.I.]] [[Pigment Red 53]] ist eines der am meisten verwendeten Rotpigmente im Druckbereich.<ref>{{Literatur |Autor=Willy Herbst, Klaus Hunger |Titel=Industrielle Organische Pigmente |Verlag=Wiley-VCH |Ort=Weinheim |Datum=2009 |Seiten=330 |ISBN=978-3-527-62496-6 |Online={{Google Buch |BuchID=zP0JXdYsWP0C |Seite=330}}}}</ref> Die Herstellung erfolgt durch die [[Azokupplung|Kupplung]] von diazotierter [[CLT-Säure|4-Chlortoluidinsäure]] mit [[2-Naphthol]].<ref>{{Patent |Land =EP |V-Nr =0965617|Typ = |Titel =Neue Kristallmodifikation vom Pigment C.I. Pigment Red 53:2 (gamma-Phase) |A-Datum =1999-06-05 |V-Datum = 1999-12-22|Erfinder =Martin U. Schmidt, Hans Joachim Metz |Anmelder =Clariant GmbH |DB = }}</ref> Die Löslichkeit des Natriumsalzes (Bronzeorange, Lithosolrot C) ist zwar auch gering, aber für die Verwendung als Pigment für Offsetdruckfarben noch zu hoch. Durch die Verlackung als Calcium-, besser als Bariumsalz lassen sich ausreichend unlösliche Pigmente herstellen. Sie haben sowohl die gewünschten farblichen Eigenschaften des Azofarbstoffes als auch die technisch erforderlichen Eigenschaften.

Der seit ca. 1900 produzierte Calciumlack Pigment Red 53:2 wird bis heute als Farbpigment eingesetzt, daher der Name „Lackrot C“. Das Bariumsalz Pigment Red 53:1<ref>{{Substanzinfo|Name=Pigment Red 53:1, Bariumsalz |CAS=5160-02-1 |EG-Nummer=225-935-3 |ECHA-ID=100.023.578 |ZVG= |PubChem=21238 |ChemSpider=17215143 |Wikidata=Q27155937 }}</ref> hat bessere technische Eigenschaften und ist von größerer wirtschaftlicher Bedeutung.

Die Verwendung von Lackrot C, Bariumsalz in kosmetischen Artikeln ist durch die [[Verordnung (EG) Nr. 1223/2009 über kosmetische Mittel|EG-Verordnung Nr. 1223/2009, Anhang 2]] verboten.<ref>{{EU-Verordnung|2009|1223|format=PDF}}</ref>

=== Scheckfarbstoff AS ===

[[Datei:Scheckfarbstoff AS.svg|mini|Scheckfarbstoff AS]]
Der Farbstoff ist wegen seiner Eigenschaft mit einem deutlichen Farbumschlag als Base-Säure-[[Indikator (Chemie)|Indikator]] für den [[Sicherheitsmerkmal|Wertpapierdruck]] geeignet. Aufgrund der Wasserlöslichkeit des Grundfarbstoffes bestehen wesentliche Einschränkungen für die einsetzbaren Druckverfahren. Der Grundkörper ist eine Carbonsäure, die mit Bleiionen verlackt werden kann. Die Indikatoreigenschaft bleibt erhalten, und der Bleigehalt ist für den Einsatzzweck vertretbar.

=== Rhodamin-Lack ===

[[Datei:Rhodamine B.svg|mini|Rhodamin B]]
Der kationische (basische) Farbstoff [[Rhodamin B]] entspricht in guter Näherung dem beim [[Vierfarbendruck|Skalendruck]] benötigten [[Magenta (Farbe)|Magentafarbton]]. Als Farbstoff ist er im [[Flexodruck]] unmittelbar einsetzbar. Allgemein ist er jedoch unbehandelt nicht als Druckpigment geeignet. Besonders im Offsetdruck würde der Farbstoff ins Wasser gelangen, und sich gleichmäßig über die Druckfläche verteilen. Für den praktischen Einsatz sind komplexe Metallsäuren geeignet, meist werden die Rhodamine mit Phosphor-Wolfram-Molybdän-Säure (PTM) verlackt. PTM-Lacke auf Rhodaminbasis sind als [[Magenta (Farbe)|Magenta]] im [[Vierfarbdruck]] geeignet und nach [[DIN]] 16508/9 im Hoch- und Offsetdruck zugelassen. Allerdings ist die Lackierechtheit und die Alkaliechtheit oft zu gering.

== Beizenfarbstoffe ==

Diese Farbstoffgruppe erhält ihre gute Farbechtheit meist durch eine Komplexbildung mit Metallionen. Die Technik wird oft in der Textilfärbung genutzt. Dazu werden zunächst die löslichen Farbstoffe auf die Faser aufgebracht, und dann wird mit Metallsalzen „[[Beizen|gebeizt]]“. Vorwiegend mit [[Chrom]] wird eine Fixierung auf der Faser durch Komplex- oder Salzbildung erreicht, was die Waschechtheit stark verbessert. Nachteilig und ökologisch kritisch ist jedoch die Schwermetallbelastung der Fasern und der Färbereiabwässer.

== Farblacke biologischer Herkunft ==

=== Aus Pflanzen gewonnen ===

==== Hämatein-Lack ====

{{Großes Bild|Oxidation of Hematoxylin.svg|600}}
Extraktiv kann aus [[Blauholz]] [[Hämatoxylin]] in Form farbloser Kristalle gewonnen werden, die an der Luft zu braunem [[Hämatein]] oxidieren. Hämatein bildet mit Zn<sup>2+</sup>, Fe<sup>3+</sup>, Cr<sup>3+</sup>, Al<sup>3+</sup> braune bis violette [[Chelatkomplexe|Chelat]]-Komplexe. Diese Farblacke sind wenig lichtbeständig, werden aber als Anfärbemittel in der [[Histologie]] eingesetzt.

==== Krapp-Lack ====

{{Großes Bild|Alizarin.svg|200|Alizarin: gelb-orange (Alizarin bzw. 1,2-Dihydroxy-9,10-anthrachinon)}}
Extraktiv kann aus der Pflanze „[[Echte Färberröte]]“ ein [[Alizarin]]-[[Glycosid]] in Form gelblicher Kristalle gewonnen werden. Beim Trocknen entsteht Alizarin. Alizarin bildet mit Ca<sup>2+</sup>; Fe<sup>3+</sup>; Cr<sup>3+</sup>; Al<sup>3+</sup>; Ti<sup>3+</sup> rote bis rotviolette [[Chelatkomplexe|Chelat]]-Komplexe (beispielsweise der [[Alizarin-Aluminium-Calciumkomplex|Alizarin Krapplack (Al)]]). Diese Farblacke werden zum Nachweis der entsprechenden Kationen in der [[Analytische Chemie|analytischen]] und [[Klinische Chemie|klinischen Chemie]] eingesetzt. Früher wurden Wolle und Seide mit Alizarin rot gefärbt, heute haben synthetische Farbstoffe das natürlich gewonnene Alizarin vom Markt verdrängt.

==== Flavonoide Lacke ====

Aus unterschiedlichen Pflanzen können durch Extraktion Grundstoffe für die Verlackung gewonnen werden.
{| class="wikitable"
|-
! Pflanze !! lat. Name !! Farbstoff
|-
| [[Färber-Wau|Färberreseda]] || ''Reseda luteola'' || [[Luteolin]]
|-
| [[Färbermaulbeerbaum|Gelbholz]] oder [[Färbermaulbeerbaum]] || ''Morus tinctoria'' || [[Morin (Farbstoff)|Morin]] 
|-
| [[Färbereiche]] || ''Quercus tinctoria'' || [[Quercetin]] 
|-
| [[Kreuzbeere]] || ''Rhamnus'' || [[Rhamnetin]], [[Flavone]]
|-
|}

{{Großes Bild|Flavonoide Lacke.svg|400}}

Flavone bilden mit verschiedenen Metallionen Farblacke in allen Farben. Wegen ihrer geringen Lichtechtheit haben sie keine Bedeutung in der technischen Nutzung. Sie kommen aber in Blütenblättern vor, so dass die Blütenfarben standortabhängig, je nach geologisch vorhandenen Metall-Spuren, durch Bildung des Farblackes variiert.

=== Aus Tieren gewonnen ===

==== Carmin-Lack ====

Carmin-Lack ist ein dunkelrotes Pulver. Extraktiv kann aus [[Cochenille]], einer Läuseart, [[Carminsäure]] gewonnen werden. Die getrockneten Körper von weiblichen ''Coccus cacti (L.)'' enthalten ungefähr 10 % Carminsäure. Diese Farbsäure wird in saurer Lösung extrahiert und bevorzugt mit Aluminium-Calcium-, Aluminium- oder Aluminium-Zinn-Salzen verlackt, um einen Farblack mit einem brillanten Farbton zu erhalten. Im Colour-Index trägt es die Bezeichnung [[Colour-Index|C.I.]] 75470 oder Natural Red 4. Andere Bezeichnungen sind Cochenille-Lack und Mönchslack. Die Licht- und Wetterechtheit ist nur gering, die Wasserechtheit ist abhängig vom Verlackungsmittel. In organischen Lösungsmitteln ist der Farblack unlöslich. Er ist hitzebeständiger als andere Lebensmittelfarbstoffe und kaum anfällig gegen Oxidation oder Reduktion.

{{Großes Bild|Carminic acid structure.png|300|Anthrachinone: gelb-orange (Carminsäure bzw. (1''R'')-1,5-Anhydro-1-(7-carboxy- 1,4,6-trihydroxy-8-methyl-9,10-dioxo-9,10- dihydroanthracen-2-yl)-<small>D</small>-glucitol)}}

Carminsäure bildet mit Ca<sup>2+</sup> und Al<sup>3+</sup> wenig lichtechte, dunkelrote, mit Sn<sup>2+</sup> scharlachrote [[Chelatkomplexe|Chelat]]-Komplexe. Die Bildung des Farblackes wird in der analytischen Chemie als Nachweise für Al<sup>3+</sup> verwendet. Carminsäurelacke wurden in [[Lippenstift]]en verwendet.
{| class="wikitable centered" border="1"
|+ Einfluss des Metall-Kations auf die Farbe von Carminlacken
|-
! width="30%" | Verlackungsmetall !! width="30%" | Farbton
|-
| Aluminium  || karmesinrot
|-
| Aluminium/ Zinn  || scharlach
|-
| Barium  || stumpf violett
|-
| Chrom  || purpur
|-
| Kupfer  || bordeauxrot
|-
| Eisen  || purpur
|-
| Blei  || rotbraun
|-
| Magnesium  || pink
|-
| Quecksilber  || scharlachrot
|-
| Zinn  || scharlachrot
|-
| Uran  || grün
|-
| Zink  || purpurrot
|}

Historisch war Carminlack ein wichtiges, weil farbreines, natürliches Farbmittel. Bis über die Mitte des 19. Jahrhunderts wurde es verbreitet für die Textilfärbung und als Pigment eingesetzt. Die „red coats“ in der britischen Armee wurden so gefärbt, bis dafür 1878 Azoscharlach eingeführt wurde. Heute hat Carminlack seine Bedeutung als gutes Farbmittel für Lebensmittel, Arzneien und in der Kosmetik. Vorwiegend wird er für Wasseranfärbungen, Backwaren, Kosmetika und auch für Druckfarben genutzt. Er erfüllt die Bedingung, ein natürlicher Farbstoff – also kein Teerfarbstoff – zu sein und wird dauerhaft in den entsprechenden Listen ohne bekannte Zwischenfälle geführt. Seine Echtheiten sind besser als die anderer Lebensmittelfarbstoffe, und es ist das einzige natürliche Pigment, das für Augen-Make-Up geeignet ist.

==== Indischgelb ====

[[Indischgelb]] ist ein historischer Magnesium-Calcium-Farblack der [[Euxanthinsäure]]. Euxanthinsäure ist ein pathologisches [[Stoffwechsel]]produkt von Rindern, die mit [[Mango]]baumblättern gefüttert werden und unter Flüssigkeitsmangel leiden. Diese bilden einen intensiv gelbgefärbten Harn, aus dem sich die Euxanthinsäure beim Konzentrieren abscheidet. Indischgelb ist ein [[Xanthen]]-Farbstoff. Früher wurde er als Malerfarbe verwendet.
{{Großes Bild|Euxanthic acid.svg|300|Xanthone: gelb-orange (Indischgelb, Euxanthinsäure)}}

== Literatur ==
* W. Fühler (Hrsg.): ''Zusammensetzung, Herstellung und Verwendung von Druckfarben.'' Gebr. Schmidt, Stuttgart 1975.
* [[Paul Rys]], [[Heinrich Zollinger (Chemiker)|Heinrich Zollinger]]: ''Leitfaden der Farbstoffchemie''. Verlag Chemie, Weinheim 1970

== Weblinks ==
* [http://www.2k-software.de/ingo/farbe/sorg.html Chemie der Farbstoffe]

== Einzelnachweise ==
<references />

[[Kategorie:Farbmitteltechnik]]

[[en:Lake pigment]]   <!--  Interwikilinks nicht löschen. Der Begriff "Verlackung" ist in anderen Sprachen möglicherweise weniger üblich. Jedenfalls scheint es keine äquivalenten Artikel über den Prozess zu geben. Darum ist eine Verknüpfung über Wikidata nicht möglich und hier kann nur die auf Artikel über das Produkt des Prozesses verwiesen werden, das "Lackpigment".  -->
[[es:Pigmento de laca]]
[[fr:Pigment laqué]]
[[lt:Dažalas]]
[[ru:Лак (пигмент)]]