Rheologie: Die Konsistenz von Acryl Produkten verstehen

Das Interessante an den GOLDEN Artist Acrylics ist, dass sie alle einzigartige Eigenschaften besitzen, die die Art und Weise, wie wir malen, verändern können. Viele unserer Produkte sind das Ergebnis eines Dialogs mit Künstlern, die uns ihre Bedürfnisse mitgeteilt haben. Da unser Produktkatalog sehr umfangreich ist, kann es hilfreich sein, ihn zu durchstöbern, um das zu finden, was man für ein bestimmtes Projekt benötigt. In einem kürzlich erschienenen Artikel über Medien vs. Additive haben wir versucht, die Absichten hinter einigen unserer Produkte zu erläutern. Dieser Artikel über Rheologie kann als Ergänzung betrachtet werden und befasst sich mit dem “haptischen Gefühl” von Acrylfarben und wie es unsere Malerei beeinflusst.

Rheologie und ihre Beziehung zur Viskosität

Als Künstler können wir nicht anders, als auf die Haptik von Acrylfarben zu reagieren: wie sie fließen und wie dick oder dünn sie sind. Betrachtet man diese Aspekte genauer, so lässt sich das Fließverhalten eines Acrylprodukts als Rheologie bezeichnen. Die Rheologie ist ein Zweig der Physik, der sich mit dem Fließen von Flüssigkeiten oder weichen Feststoffen und deren Verformung durch äußere Kräfte beschäftigt. Ein Beispiel für eine Verformung wäre, wenn man mit einem Pinsel durch Heavy Body Acrylfarbe streicht oder etwas Fluid Acrylfarbe ausgießt, die Oberfläche kippt und die Farbe dabei verformt.

Natürlich fließt Acryl nicht unbegrenzt und ist für unsere Anwendungen nicht komplett widerstandsfrei. Die Viskosität, die unter den Begriff Rheologie fällt, ist ein Maß für diesen Widerstand gegen das Fließen oder die Verformung und steht in Verbindung mit dem Gefühl der Dicke eines Produkts. Einige GOLDEN Produkte fühlen sich wie Wasser an und bieten wenig Widerstand in unseren Anwendungen. Andere fühlen sich steif wie Erdnussbutter an und bieten uns Widerstand, wobei sie unsere Markierungsspuren (wie z.B. Pinselstriche) hinterlassen. Beide Eigenschaften, Viskosität und Rheologie, beeinflussen, wie sich ein Acrylprodukt in der Anwendung verhält und wie es sich anfühlt.

(Linkes Bild) Tar Gel hat ein langes Fließverhalten, während GAC 100 auf der rechten Seite ein kurzes Fließverhalten aufweist. (Rechtes Bild) Clear Leveling Gel und Soft Gel haben eine ähnliche Viskosität, aber Clear Leveling Gel nivelliert ungefähr so gut wie Fluid Acrylic Farben.

Um noch einen Schritt weiter zu gehen, können wir Produkte mit langer oder kurzer Rheologie klassifizieren. Auch hier geht es um die Fließfähigkeit, wobei die lange Rheologie eher der Konsistenz von Honig entspricht. Wir bezeichnen diese Qualität liebevoll als “taily” (schwanzartig), da sie von einem Spachtel heruntertropft. Produkte, die lang sind, erholen sich langsamer von der Verformung durch einen Pinselstrich oder ein Spachtelmesser, wodurch sie sich entspannen oder glätten können. Durch das Nivellieren werden Oberflächenunregelmäßigkeiten verringert und die Gleichmäßigkeit des Glanzes erhöht. Lange Produkte wie Tar Gel oder Clear Leveling Gel können sich in der Anwendung auch harziger anfühlen, was stark durch ihre Viskosität beeinflusst werden kann.

Produkte mit kurzer Rheologie brechen ab oder tropfen von einem Spachtel ab, anstatt (in langen Fäden) zu träufeln. Sie erholen sich sehr schnell von der Verformung eines Pinselstrichs oder Spachtels und halten die Spuren des Werkzeugs oder der Markierung fest. Produkte mit hoher Viskosität und kurzer Rheologie wie Heavy oder Extra Heavy Gel eignen sich hervorragend für Impasto oder Texturaufbau. Je nach Viskosität können kurzfließende Produkte eine wasserähnliche Konsistenz haben, sich butterweich oder steif anfühlen. Rheologie und Viskosität sind eng miteinander verwoben und es kann hilfreich sein, diese Unterschiede anhand eines Beispiels zu verdeutlichen.

Richtlinien zur Nivellierung

1. Niedrige Viskosität ist von Natur aus nivellierend
2. Eine längere Rheologie nivelliert immer mehr bei gleicher Viskosität

Rheologie – eine Laborperspektive

Als Farbenhersteller haben wir ein großes Interesse an der Viskosität und der Rheologie; sie geben unseren Produkten ihr einzigartiges Gefühl. Künstler verlassen sich auf sie. Um ihre Erwartungen zu erfüllen, wollen wir sicherstellen, dass unsere Produkte von Charge zu Charge gleich bleiben. Deshalb messen wir die Leistung unserer Acrylprodukte unter verschiedenen Belastungsgraden mit Geräten wie einem Viskosimeter und einem Kegel- und Plattenrheometer. Wir nennen diese Belastung Scherung und messen sie in Millipascal pro Sekunde (mPa) oder Centipoise (cP). Die Maßeinheit ist in beiden Fällen die gleiche: 1 Millipascal oder Centipoise entspricht dem Widerstand oder der Viskosität von Wasser.

(Linkes Bild) Ein Viskosimeter, das mit einer Spindel die Viskosität eines Acrylprodukts unter bestimmten Fließbedingungen misst. (Bild rechts) Mit einem Kegel- und Plattenrheometer wird die Reaktion eines Acrylprodukts unter verschiedenen Bedingungen (Scherung) gemessen. Beide werden verwendet, um die Konsistenz zwischen verschiedenen Chargen und die Qualitätskontrolle zu gewährleisten.

Die Art und Weise, wie ein Produkt auf Scherung reagiert, gibt Aufschluss über seine Viskosität oder seinen Fließwiderstand, der wiederum damit zusammenhängt, wie dick oder dünn sich ein Produkt anfühlt. Beispielsweise simuliert eine niedrige Scherrate in einem Rheometer die Belastung beim Ausdrücken von Farbe aus einer Tube, während eine mittlere Scherrate eher dem Auftragen mit einem Pinsel entspricht. Wenn Scherung angewendet wird, nimmt die Viskosität der meisten Acrylfarben im Laufe der Zeit mit zunehmender Scherung ab. Wenn die Scherung verringert wird, erholen sich einige Produkte sehr schnell, während andere mit der Zeit langsam zu ihrer ursprünglichen Viskosität zurückkehren. Diese Eigenschaft wird Thixotropie genannt

(Linkes Bild) Ein Produkt mit langer Erholungszeit oder langer Rheologie kehrt viel langsamer zu seiner Viskosität zurück. Die Fläche zwischen der oberen und unteren Kurve ist ein Maß für die Thixotropie eines Produkts. (Mittleres Bild) Eine schnelle oder sofortige Erholung ist ein Anzeichen für eine kurze Rheologie, die so aussieht, als ob die angewandte Scherung und die Erholung direkt übereinander liegen. (Rechtes Bild) Unterschiedliche Scherungsgrade können verschiedene Bedingungen simulieren, z. B. das Umrühren von Acryl in einem Behälter oder das Auftragen mit einem Pinsel, wie in der Tabelle rechts zu sehen.

Ein lustiges Gegenbeispiel zur Thixotropie oder Scherverdünnung wäre eine Mischung aus Maisstärke und Wasser. Wenn wir dieses Gemisch unter den gleichen Scherbedingungen wie ein Acrylmedium testen, wird es dramatisch verdickt, bis es fast fest ist, und kehrt dann schnell zu einer flüssigeren Konsistenz zurück, wenn die Scherung verringert wird. Wir nennen diese Eigenschaft Dilatant und du kannst dir vorstellen, wie schwierig das Malen dadurch wäre! Sowohl Acrylfarben als auch die Maisstärkemischung sind Beispiele für nicht-newtonsche Flüssigkeiten, da sie auf Scherung reagieren. Andere Flüssigkeiten wie Wasser oder Öl sind Newtonsche Flüssigkeiten, die viel gleichmäßiger auf Scherung reagieren, ohne dass die Viskosität mit der Zeit einbricht oder ansteigt.

Wie Flüssigkeiten auf Scherung reagieren, ist sehr interessant, aber in der Praxis nutzt unser Qualitätskontrollteam diese Informationen, um jede Charge von Acrylprodukten zu prüfen, die wir in der Produktion herstellen. Wir wollen sicherstellen, dass sie innerhalb eines engen Bereichs liegen, um Konsistenz zu gewährleisten und die Qualität zu überwachen. Diese Parameter geben uns ein Gefühl dafür, wie der Endverbraucher unsere Produkte misst und kontrolliert, aber wir testen unsere Produkte auch so, wie ein Künstler sie verwenden würde. Unsere Material- und Anwendungsspezialisten, die unsere Produkte täglich testen, haben durch ihre Erfahrung als Künstler und ihre Vertrautheit mit GOLDEN Artist Acrylics ein gutes Gespür für Rheologie und Viskosität entwickelt.

Informationsmaterial

Wir möchten Künstlerinnen und Künstlern ein paar Informationen zur Verfügung stellen, damit sie das richtige Produkt für ihre spezielle Anwendung finden können. Wenn wir uns vorstellen, dass die Farbkonsistenz ein Verhältnis zwischen Rheologie und Viskosität ist, kann dies ein hilfreicher Weg sein, um sich in der Palette der Acrylprodukte von GOLDEN zurechtzufinden. Unten findest du eine Tabelle, in der wir die Viskosität, die Rheologie, die Glanzwerte und die Deckkraft für nicht-farbige GOLDEN-Acrylprodukte auflisten. Da wir vor kurzem unsere Etiketten geändert und die Schieberegler entfernt haben, wollten wir diese Informationen für Künstlerinnen und Künstler bei Bedarf zur Verfügung stellen. Wir haben auch Links zu unserer Pigment-ID-Tabelle hinzugefügt, die viele gute Informationen über unsere Farbprodukte aus verschiedenen Farblinien enthält.

Pigment ID Chart

Label Change info

Wie immer hoffen wir, dass dieser Artikel hilfreich war. Zögern Sie nicht, uns unter [email protected] zu kontaktieren, wenn Sie weitere Fragen haben oder hinterlassen Sie uns unten einen Kommentar. Wir möchten uns auch bei Ulysses Jackson und unserem Labor bedanken, die uns mit Interviews und Daten für diese Tabelle unterstützt haben, sowie bei Christopher Farrell für sein Feedback und seine Hilfe beim Design. Bis zum nächsten Mal!

Literaturhinweise:

Ali Javadi, Hamideh Shokouhi Mehr, Mark D Soucek. “(Meth)acrylated poly(ethylene glycol)s as precursors for rheology modifiers, superplasticizers and electrolyte membranes: a review” Polymer International (10 July 2017)

Kästner, U. “The impact of rheological modifiers on water-borne coatings” Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, Volume 183-185, 15 (July 2001)

“Basics of Rheology”, Anton Paar, https://wiki.anton-paar.com/en/basics-of-rheology/.

“Rheology Handbook: A Practical Guide to Rheological Additives”. Elementis Specialties (August 2002)

“Rheology in Paints and Coatings – Essential Concepts”, SpecialChem, https://coatings.specialchem.com/coatings-properties/rheology?src=sg-overview-cnx