Naturfarben & Erdpigmente
Pigmentherstellung gestern und heute
von Stefan Enzinger, Kirchenmaler
Das Pigment ist das farbgebende unlösliche Medium für Anstriche mit oder ohne Bindemittel. Da sich dem Menschen die gesamte Schöpfung farbig präsentiert, kann auch aus jeder Materie, den Mineralien, den Metallen, aus Tieren, Pflanzen und Menschen Farbe gewonnen werden. Seit der Industrialisierung wurden die Pigmente zunehmend künstlich aus Petrochemie hergestellt. Diese industriell hergestellten Pigmente haben die ursprünglichen Farben aus der Natur immer weiter verdrängt. Synthetische Farben konnten standardisiert werden, da der chemische Herstellungsprozess immer der Gleiche ist und keine Verunreinigungen und naturgegebenen Abweichungen im Erscheinungsbild beinhalten.
Spätestens jetzt ist klar, dass das Thema Pigmentherstellung und der Vergleich historisch und heute, bücherfüllend ist und nicht in einem kurzen Text abgehandelt werden kann.
Somit lautet der vollständige Titel :
„Pigmentherstellung von natürlichen anorganischen Pigmenten, historisch und heute.“
Natürlich anorganische Pigmente sind in Verwendung seit es Menschen gibt. Diese liegen oftmals in der Natur schon so rein vor, dass sie direkt als Farbe verwendet werden können und nicht weiter aufbereitet werden müssen. Das kommt insbesondere bei tonigen Erden vor, die sich nur durch Feuchtigkeit lösen und direkt als Farbe einsetzbar sind.
Bei den Aufbereitungsmethoden wird hauptsächlich unterschieden zwischen dem Zerkleinern, also dem Vermahlen, und dem Sedimentieren, was als schlämmen bezeichnet wird. Die Farberden und – steine wurden seit Entdeckung des Feuers auch immer wieder erhitzt, um organische Anteile aus dem Pigmentmaterial auszubrennen. Da sich bei dieser Methode aber meist auch die Farbe der Erden verändert, werden diese Pigmente nicht mehr als natürlich eingestuft, sondern als künstlich; was aber keineswegs bedeuten soll, dass solche Pigmente nicht auch in der Natur vorkommen, z.B. bei vulkanischem Gestein, nach Blitz- und Meteoriteneinschlägen oder nach Bränden.
Rohmaterial
Die Pigmentherstellung beginnt historisch und heute mit dem Sammeln und Graben von Erden. Da wird man sofort vor der eigenen Haustür fündig, aus jedem Stein aus Lehm und Sand kann Pigment hergestellt werden. Leider sind lange nicht alle Fundstücke auch farbhaltig, d.h. dass sie nach dem Zerkleinern auch die Farbigkeit behalten, die sie als Stein vorgeben. Nach dem Vermahlen wird man ernüchternd feststellen, das aus grünen, braunen, gelben und roten Steinen nur ein weißgrauer Steinstaub übrigbleibt, der bestenfalls noch blass erahnen lässt, welche Grundfarbe einst der Stein hatte. Hervorragend zum Sammeln eignen sich historische Farbabbauhalden und –gruben, wovon noch viele vorhanden sind, zumeist aber zugewachsen, eingefallen oder verschüttet. Einige wenige historische Fundstätten sind erschöpft und nicht mehr vorhanden, vor allem wenn es sich um Farbadern handelte, denen nachgegraben wurde bis nichts mehr zu holen war (z.B. Mühldorfer Ocker bis 2. Hälfte 16.Jhd.). Das sind dann die Ausnahmesituationen, wo eine Restaurierung von originalen Farboberflächen oder die Rekonstruktion von Farbfassungen mit artgleichem Material nicht mehr möglich sind.
Im Westerwald (Rheinland Pfalz) ganz einfach zu finden:
Erden in allen Gelb-, Braun- und Rottönen
Zerkleinern
Das Sammelgut (Stein, Sand, etc.) muss zerkleinert werden. Die Korngröße des Pigmentes richtet sich nach der Verarbeitungsmethode, sowie der zu erzielenden Optik und Haptik. Vor allem bei der Restaurierung oder Rekonstruierung von Originaloberflächen spielt nicht nur das Ausgangsmaterial, sondern auch die Korngröße des Pigmentes eine entscheidende Rolle des Erscheinungsbildes.
Bei Korngößen bis ca. 125 µm spricht man von Pigment. Diese Materialfeinheit ist noch gut mit dem Pinsel verarbeitbar, es sind aber ab ca. 100 µm die einzelnen Pigmentkörner gut mit dem bloßen Auge erkennbar. Farblasuren sind in dieser Pigmentkorngröße natürlich nicht mehr möglich, hierfür sind erst Korngrößen unter 60 µm geeignet.
Korngrößen von 125 µm – 300 µm werden als sogenannter Farbgries bezeichnet. In diesen Größen eignet sich das Pigment nicht mehr zum Malen mit dem Pinsel, wobei aber Farbschlämmen, die mit der Bürste aufgetragen werden, durchaus möglich und historisch belegt sind. Auch Glätten in der Kalktechnik, die mit der Kelle aufgebracht werden, sind mit Pigmentgrieß einzufärben.
Korngrößen über 300 µm sind bereits Farbsande. Diese finden Verwendung für Farbputze, Farbglätten und Stuckdekor.
diverse Fundstücke, die nach weiterer Zerkleinerung als Pigment dienen
Historische Zerkleinerungsmethoden
Mit dem Mörser konnten weichere Steine und Sande gut zerkleinert werden. Seit der Erfindung des Mahlsteines vor über 20.000 Jahren können auch härtere Steine und Edelsteine gut zu vermalbaren Farbpigmenten hergestellt werden. Bei besonders wertvollen Pigmenten oder bei Kleinstmengen finden auch heute noch Mörser aus Metall Verwendung. Das Mahlgut aus dem Mörser oder dem Mahlstein wurde anschließend noch auf der Marmorreibplatte mit dem Marmorläufer fein verrieben. Diese Methode wird auch heute noch praktiziert, wobei jedoch der Marmor von Reibplatte und Läufer durch Glas ersetzt wurde. Durch diese historische sehr zeitintensive Zerkleinerung, die je nach Materialhärte einige Wochen beanspruchten, konnten Pigmente in Korngrößen bis zu 40 µm, zum Teil noch feiner, erreicht werden.
Heutige Zerkleinerungsmethoden
Heute stehen eine Reihe von Maschinen zur Zerkleinerung von Steinen und Sanden zur Verfügung. Bei besonders wertvollen Rohmaterialien hat sich von der altertümlichen Zerkleinerungsart, außer dem Werkzeugmaterial, nichts geändert. Bei Rohmaterial, das häufig vorkommt und in großen Mengen verarbeitet wird, kommen jedoch moderne Maschinen zum Einsatz. Eine erste grobe Zerkleinerung von größeren Rohstoffstücken wird mit einem Steinbrecher durchgeführt, dabei können Gesteinsbrocken auf eine Größe von ca. 2 cm Durchmesser zerkleinert werden. Dieses Bruchgut wird anschließend in Hammermühlen gefüllt. In diesen Mühlen wird durch rotierende Hammerschlegel das Mahlgut solange zerkleinert, bis es durch ein eingehängtes Drahtgeflecht durchfällt. Mit der Hammermühle können Farbsande bis zu einer Feinheit von 0 – 500 µm erreicht werden. Diese Mahlfeinheit ist bereits als farbgebender Zuschlag für Kalkputztechniken gut verwendbar. Nach der Entnahme aus der Hammermühle wird der feine Farbsand in die Kugelmühle gegeben und je nach Material mit Keramikkugeln oder Edelstahlkugeln weiter vermalen. Eine Kugelmühle ist ein liegender Zylinder, meist aus Keramik, aber auch Metall und Kunststoffzylinder werden eingesetzt.
Mit dem Mahlgut und den Kugeln in verschiedenen Größen befüllt, werden die Zylinder durch einen Antriebsmotor in eine rotierende Bewegung gebracht. Die Mahldauer in der Kugelmühle ist stark von der Härte des Mahlgutes und der gewünschten Feinheit des Pigmentes abhängig und kann auch hier bis zu einigen Tagen dauern. Um eine definierte Korngrößenverteilung zu erlangen, was vor allem für die Restaurierung von historischen Oberflächen wichtig ist, kann das Mahlgut nicht bis zur maximalen Feinheit in der Kugelmühle bleiben, sondern muss immer wieder ausgesiebt werden. Siebmaschinen mit verschiedenen Siebeinsätzen und Drahtgeflechten bis zu einer Feinheit von 40 µm werden hierfür verwendet. Das Siebgut aus der Siebmaschine ist bereits das fertige Pigment, das für alle Zwecke der Malerei Verwendung findet.
Bearbeitete Fundstücke, rechts mit Brecher zerkleinert, Mitte mit der Hammermühle vermahlen, links aus der Kugelmühle das gebrauchsfertige Pigment.
Sedimentieren
Bei vielen Erdpigmenten ist das Ausgangsmaterial und Sammelgut kein Stein oder Sand, sondern ein toniger oder lehmiger Grundstoff. Die Farblehme / -tone liegen morphologisch in „Plättchenform“ vor und unterscheiden sich grundlegend von der kristallinen Form der Steine und Sande. Somit differenzieren sie sich nicht nur durch das Material, sondern auch durch die unterschiedliche Lichtbrechung. Dadurch kann z.B. ein ockriges Erdpigment aus tonigem Material bei Sonneneinfall als eine vollkommen andere Farbe erscheinen wie der Ocker aus steinigem Material, wenngleich sie vorher augenscheinlich die annähernd gleichen Farben hatten. Deshalb ist bei Pigmenten, die zur Retusche verwendet werden, auch immer genau auf die Morphologie des Pigmentes zu achten.
Historische Sedimentation
Die Sedimentation oder das Schlämmen von Pigmenten ist auch in der Natur zu beobachten, wenn zum Beispiel bei mäandernden Baähen sich sogenannte „ Bänke“ bilden, an denen sich das Feinstmaterial absetzt, oder sich Gumpen bilden, wo sich das Sediment sammelt. Für das kontrollierte Schlämmen in der Pigmentherstellung wurden Wasserrinnen mit Absetzungshilfen aus Holz gebaut, an denen sich das Feinstmaterial absetzen konnte. Die Griechen und Römer verwendeten Amphoren, in denen das farbige Sammelmaterial mit Wasser dünnflüssig vermischt wurde und nach einer definierten Zeit das Wasser in eine zweite Amphore, dann in eine dritte Amphore usw. geschüttet wurde. In der letzten Amphore war das feinste Pigment, in der Ersten das Gröbste und dazwischen eben die anderen Pigmentfraktionen, die für unterschiedliche Techniken Verwendung fanden. Je nach der Sinkgeschwindigkeit des Pigmentmaterials, Sande sehr schnell, Tone langsamer und Lehme sehr langsam, konnte ein Sedimentationsvorgang auch einige Tage in Anspruch nehmen. Für schnell sinkendes Pigmentmaterial wurden auch Holzfässer eingesetzt, die in einer Treppenanlage übereinander standen. In das oberste Fass wurde das Sammelgut eingefüllt und bei langsam laufendem Wasser ständig leicht gerührt. Das Überlaufwasser aus dem obersten Fass lief in das jeweils darunterstehende Holzfass, bis sich im letzten Fass das Feinstmaterial absetzte und für die Malerei diente.
Heutige Sedimentation
Am Prinzip des Schlämmvorganges hat sich nichts geändert, einzig das Material der Schlämmgefäße. Für Kleinstmengen und sehr wertvolle Pigmente werden heute Gläser verwendet, die den entscheidenden Vorteil haben, dass sie transparent sind und so das Sedimentationsverhalten des Pigmentes sehr genau kontrolliert werden kann. Die Gläser sind einfach und gut zu reinigen, dadurch sind keine Vermischungen von anderen Schlämmfarben zu befürchten.
Wenn in größeren Mengen Erdpigmente zu schlämmen sind, werden Kunststoffwannen zu einer Treppenanlage aufgebaut, wo das Überwasser in die weiteren Wannen läuft und sich die verschiedenen Pigmentfraktionen absetzen. Auch hier wieder der Vorteil der guten Reinigung, womit eine „Verunreinigung“ durch andere in den Wannen gewonnenen Farben ausgeschlossen ist.
Die Schlämmpigmente werden entweder im nassen Zustand verarbeitet, wenn es sich auch um wässrige Bindemittel handelt oder sie freskal in der Kalktechnik eingesetzt werden. Zum weiteren Gebrauch in öligen und harzigen Bindemitteln müssen die Schlämmpigmente zuerst getrocknet werden, um anschließend als Farbe angerieben zu werden.
Die Geschichte der Pigmentherstellung aus Farberden hat sich im Laufe der Zeit nicht geändert, allein der Geräteeinsatz ist moderner geworden und hat die Arbeit der Produktion zum Teil erleichtert. Das Strahlen der natürlichen Erdfarben durch die Reflektion des Lichtes ist durch keine Industriefarbe zu ersetzten. Das Leuchten ist, wenn auch in vielen Fällen nur subtil wahrnehmbar, ein Hauptkriterium, warum sie vor allem in der Restaurierung nicht mit Industriefarben vergleichbar sind – selbst dann nicht, wenn sie die gleiche Farbe aufweisen.