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Keimfarben AG
Optische Farbveränderungen von Fassadenfarben
 
Fassadenfarben und Putze tragen entscheidend zum Werterhalt eines Gebäudes bei. Dabei haben sie technisch anspruchsvolle Aufgaben zu bewältigen, müssen neben bauphysikalischen Kriterien auch ästhetische Funktionen erfüllen sowie den Baukörper vor Sonne und Wetter schützen.

In den letzten Jahrzehnten standen die bauphysikalischen Kriterien im Mittelpunkt des Interesses. So waren vor allem die Wasserdampfdurchlässigkeit eines Anstrichs und der Schutz vor sauren Regen und Gasen im Gespräch. Bedingt durch den zunehmenden Einsatz von wasserdampfdurchlässigen Anstrichstoffen wie Silikatfarben und durch die Umweltschutzmassnahmen rücken aber die ästhetischen Funktionen zunehmend wieder in den Mittelpunkt.

Nun beobachtet man in Mitteleuropa in den letzten zwei Jahrzehnten vermehrt an Fassaden Oberflächenveränderungen, die bereits in den ersten Jahren nach Fertigstellung der Anstricharbeiten auftauchen.

Vergrauung und Farbtonverschiebung
Sichtbare Farbtonveränderungen entstehen aufgrund zweier voneinander zu unterscheidender Phänomene: jenem der Vergrauungen und jenem der Farbtonverschiebung vom Pigment. Das erste Phänomen tritt vorzugsweise bei weissen und hellen Putz- und Anstrichoberflächen auf. Das zweite ist bei intensiven Farbtönen wahrnehmbar. Beide Phänomene treten in den ersten Jahren nach der Fertigstellung des Anstrichs auf und stehen daher technisch und optisch im Widerspruch zu der langsamen, in Dekaden ablaufenden Patinierung von Oberflächen. Vergrauungen ist ein Sammelbegriff für Verdunkelungen von Oberflächen. Dunkel werden Oberflächen, wenn sie mit Schmutzpartikeln aus der Umwelt verklebt werden, aber auch bei Algen- und Pilzbewuchs. Algen- und Pilzkolonien können auch grün oder rot erscheinen.

Das zweite Phänomen, die Farbtonverschiebung vom Pigment, wird durch die UV-Strahlung des Sonnenlichts verursacht. Festzustellen ist eine Aufhellung des Farbtons. Diese von Auge sichtbare Farbtonverschiebung vom Pigment kann als UV-Lichtschwäche des Farbpigments bezeichnet werden. Der zunehmende Einsatz von organischen Farbstoffen und Pigmenten bei der Putz- und Farbenherstellung erhöht die Anzahl solcher UV-Lichtschwächen. Die einzelnen Farbtonveränderungen sind je nach Bindemittelart des Anstrichs unterschiedlich ausgeprägt. Je nachdem ob eine Acrylatfarbe, Siliconharzfarbe oder Silikatfarbe eingesetzt wurde, lassen sich unterschiedlich starke Ausprägungen der beschriebenen Phänomene feststellen.

Schmutzpartikel verkleben
die Oberflächen
Unsere Luft enthält viele Schwebeteilchen mit Partikelgrössen von bis zu 0,1 mm. Je nach Windbewegung werden diese Partikel aufgewirbelt und mit der Luft über viele Kilometer transportiert. Diese feinen Stäube scheiden sich nach einiger Zeit durch die Schwerkraft ab. Dabei werden sie auch an Fassadenflächen abgelagert. Die Klebrigkeit und die Quellbarkeit der Fassadenbeschichtungen entscheiden jetzt über die Haftfähigkeit der Stäube an der Fassade. Der Staub in unseren Breiten setzt sich überwiegend aus anorganischen Bestandteilen zusammen. Seine Quellen sind die Bodenerosion und anorganische Aerosole.

Mineralische Oberflächen wie Natursteine und mineralische Farben neigen deutlich weniger zu Verschmutzungen. So ist und bleibt zum Beispiel die Vergrauung von Natursteinoberflächen über viele Jahrzehnte gering. Die Fassadenbereiche, die sehr grosse Wassermengen abtransportieren, weisen eine hohe mineralische Selbstreinigungskraft auf. Nur dort, wo die zur Selbstreinigung vorhandene Wassermenge nicht ausreicht – direkt unterhalb der Fenstergesimse des Turmes – sind Verschmutzungen zu erkennen. Sie werden unterhalb der schützenden Gesimse geringer. Diese Kraft der Natur ist bei Silikatfarben ebenfalls vorhanden.

Verkleben mit organischen Feinstäuben aus der Luft
Bei Siliconharzfarben und vor allem bei Dispersionsfarben herrschen andere Gesetzmässigkeiten vor. Siliconharzfarben werden typischerweise mit mehr als 11 Prozent Kunstharzdispersion formuliert. Da das Siliconharz der teuerste Rohstoff ist, werden aber häufig auch 20 Prozent und mehr an Acrylatdispersionen zur Formulierung einer Siliconharzfarbe eingesetzt. Die gültigen Normen wie zum Beispiel die DIN 18363 für Fassadenfarben kennen keine Differenzierung zwischen Siliconharzfarben verschiedener Formulierungsart. Demgegenüber ist das Regelwerk der DIN 18363 für Silikatfarben streng geregelt. So dürfen die Dispersionssilikatfarben nicht mehr als 5 Prozent organische Anteile enthalten. Reine Silikatfarben dürfen überhaupt keine organischen Bestandteile enthalten.

Die höheren organischen Kunstharzanteile der Siliconharzfarben und vor allem der Dispersionsfarben führen zu einem deutlich anderen Verhalten bei der Verwitterung also oben beschrieben. Die Kunstharzdispersionen sind thermoplastische Werkstoffe. Thermoplasten besitzen eine Klebrigkeit. Diese den internationalen Fachleuten unter dem anglikanischen Begriff «tack» bekannte Erscheinung bewirkt ein Verkleben mit anorganischen Feinstäuben aus der Luft. Dieser Feinstaub haftet irreversibel an den Thermoplasten. Je höher die Oberflächentemperatur und je höher der «tack» ist, desto stärker vergraut die Oberfläche.

Silikatische Anstriche kennen keinen derartigen «tack» – solche Anbindekräfte für mineralische Stäube sind hier nicht vorhanden. Daher zeigen viele Praxistests für Silikatfarben gute Ergebnisse. Kunstharzdispersionen besitzen ausser «tack» zusätzlich die Eigenschaft der Wasserquellbarkeit. Die Wasseraufnahme von getrockneten Kunstharzdispersionen beträgt dabei typischerweise zwischen 12 bis 20 Prozent seines Eigengewichts. Dieses Wasser wird nicht kapillar gebunden und auch nicht durch schnelle kapillare Rücktrocknung und durch Verdampfen des kapillaren Wassers wieder an die Luft abgegeben. Im Gegenteil: Er wird fester in das gequollene Polymergel eingebunden. Daraus resultiert ein anderes Wasserabgabeverhalten und eine höhere Speicherung des Wassers im Bindemittel. Dieses gequollene Polymergel bietet eine sehr gute Nährbasis für die Wasser liebenden Algen. Ein Auskeimen von Algensporen wird erleichtert, und an der Fassadenoberfläche beginnt der biogene Befall durch Algen, Pilze und Bakterien. Der Wasserhaushalt einer dispersionsgebundenen Farbe ist daher ungünstiger als der Wasserhaushalt einer Silikatfarbe. Wasserglas besitzt keine derartige Quellung.

Veränderte optische Erscheinung des Anstrichs
Typischerweise tritt diese Form der von Algen und Pilzen verursachten Vergrauungen an den wasserreichen Stellen einer Fassade auf. Wird die Rücktrocknung und Verdampfung des kapillaren Wassers zusätzlich durch niedrigere Oberflächentemperaturen – zum Beispiel durch WDVS – behindert, verstärkt sich dieser Effekt.

Lieferzeiten im Stundenbereich und niedrige Abgabepreise zwingen viele Putz- und Farbenhersteller zu Farbtonabmischungen vor Ort. Dieser «Zwang» führt meist zu einer Abtönung aller Farben und Lacke mit einem einzigen «universellen» Abtönpastensystem bei dem Händler. Diese Pasten sind nicht spezifisch auf das Bindemittelsystem abgestimmt und enthalten meist die billigeren Organikpigmente. Vor allem bei intensiven Farbtönen wird dies mit dem Verlust der absoluten Lichtechtheit bezahlt. Anorganische Pigmente hingegen weisen eine höchste Lichtechtheit auf. Ausserdem wird die Farbbrillanz der mineralisch anorganischen Pigmente nicht durch die diffuse Lichtstreuung von Kunstharzdispersionsoberflächen getrübt. Die plastische Wirkung und die Lebendigkeit der Anstriche sind deutlich höher. Dies zeigt sich vor allem bei streifendem Einfall des Sonnenlichtes.

Silikatfarben zeigen eine ausgeprägte Farbtonkonstanz über viele Jahre hinweg. Die unveränderte Farbtonbrillanz an schweizerischen Silikatfarbenobjekten spricht für sich. Der Farbton wird weder durch intensive Sonneneinstrahlung noch durch starke Vergrauungen der Fassade verändert. 
 
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Text Dr. Ingo Redemacher, Keimfarben AG
Bild Keimfarben AG
 
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