Frage an die Chemiker und eventuell Dünnschleifer

[Bernd Kaufmann]

Liebe Freunde,

erst eine brauchbare Antwort auf meine Frage hat dann etwas mit Mikroskopie zu tun. Ich finde, es ist hier trotzdem der richtige Platz dafür.

Ich möchte mir das sogenannte "Coating" von winzigen Kieskörnchen genauer ansehen. Dabei gibt es wohl verschiedene Verfahren. Einmal richtiges Ummanteln mit farbigem Kunststoff, oder nur färben mit einer extrem gut haftenden Farbe. Beides soll natürlich nicht wasserlöslich sein (für Aquarien) und auch langfristig nichts ans Wasser abgeben.

Nun meine Frage: Womit könnte ich die Ummantelung oder die Farbe chemisch ablösen? Und wie könnte ich sie abschleifen? Die Kieskörnchen sind nur 1 - 2 mm groß. Pinzette und Schleifpapier? Ich habe kein Schleifpapier. Welches, bzw. welche Körnung sollte ich kaufen, wenn das überhaupt eine vernünftige Option ist? Hier noch ein Bild eines gefärbten Kieskörnchens. Man sieht auch schon ohne irgendwelche Bearbeitung, dass die Farbe offensichtlich nicht überall haftet:



Ein Problem ist, dass die Zusammensetzung des Kunststoffs, bzw. der Farbe nicht herauszubekommen ist. "Betriebsgeheimnis". Für sachdienliche Hinweise bin ich sehr dankbar.

[Rama61]

Hallo Bernd,

mein erster Gedanke beim Durchlesen Deiner Frage war, es wie die Hersteller von getrommelten Halbedelsteinen zu probieren, also mit einem harten Schleifmittel wie Siliziumkarbid und dann das Ganze eine Zeit lang auf einem Rollenbock rotieren lassen. Dann sollte die Farbe eigentlich runter gehen und sich im Abrieb separieren lassen.

Verlangt natürlich einen gewissen apparativen Aufwand. Um welche Mengen handelt es sich denn bei Dir?

Zum chemischen Ablösen kann ich Dir nichts raten, da kommen vermutlich andere Experten zum Zuge.

Herzliche Grüße

Rainer

[Klaus Herrmann]

Lieber Bernd,

ich habe diene Aufgabenstellung noch nicht verstanden.

Willst du das Coating runter lösen um den Kies "sauber" zu machen? Oder willst du herausbekommen, woraus das Coating besteht?

Ist bekannt woraus der Kies besteht (Quarz?)

Schichtaufbau, bzw Dicke kann man nur ermitteln durch Einbetten in ein Gießharz und Schleifen und Polieren. Dann hast du viele Querschnitte an denen die Lackschicht vermessen werden kann.
Das Bild verstehe ich auch nicht. Was sind das für bronzefarbene Flitter? Ist das weiße drunter Lack? Oder "Stein"?

[treinisch]

Hallo,

hmm, ich vermute, du möchtest zwei Fraktionen erhalten:

1. Lösungsmittel mit Lack und Flitter
2. Steinchen ohne alles

so?

Lösen wird vermutlich nicht klappen, ich würde eher auf
quellen / schälen setzen?

Tagelanges kochen mit Wasser?

Kochen mit Lösungsmittel unter Rückfluss?
Vlt. Essigsäure oder ein schweres Keton? Essigester ist
auch recht hart zu manchen Lacken. Xylol, DMSO oder
Phenoxypropanol wären auch noch Kandidaten.

So lange man nicht weiß, woraus der Lack besteht,
schwierig zu sagen ....

vlg
Timm

[Bernd Kaufmann]

Hallo Rainer, hallo Klaus,

ich sehe ein, dass man aus meinen Zeilen und dem Bild nicht klar erkennen kann, worum es mir geht. Ehrlich gesagt, weiß ich es selbst noch nicht so ganz genau.  

Aber im Ernst, folgende Fragen möchte ich vor allem für mich selbst klären:

1. Welche Arten von Ummantelung und / oder Färbung sind überhaupt "gängig". Dazu würde zunächst schon reichen, die Kieselsteinchen zur Hälfte abzuschleifen, damit man "Kern" und "Schale" im Auflicht erkennen und vermessen kann. Besser, aber sicher auch aufwändiger wäre natürlich ein Dünnschliff, wobei aber ebenfalls die Schale/Farbe erhalten bleiben sollte.

2. Es würde mich sehr interessieren, wie innig die Verbindung des Mantels mit dem Kieskörnchen ist und ob z. B. bei dickeren Kunststoffummantelungen Weichmacher verarbeitet sind, die eventuell wasserlöslich sind. Letzgenannter Verdacht existiert seit Jahren, wurde aber nie wirklich untersucht. Die chemische Zusammensetzung der Farbe, bzw. des Kunststoffes interessiert mich nur in Bezug auf eventuelle Löslichkeit unter bestimmten Bedingungen. Im Bodengrund herrschen z. B. reduzierende Verhältnisse (wenig O2, viel CO2).

Das gezeigte Bild ist eine Mischung aus polarisiertem Durchlicht und Jansjö-Auflicht. Das Kieskörnchen sollte ursprünglich als "schwarz" verkauft werden, heraus kam aber nur ein schmutziges Anthrazit. Das ist nach meinem Eindruck entstanden, weil die Farbe nicht deckend auf die Kiesel aufgebracht werden kann. Bei anderen Farben ist die Ummantelung/Färbung nicht so lückenhaft.

Klaus, es dürfte in fast allen Fällen um Quarzkies gehen.

Hoffentlich ist es jetzt etwas klarer geworden.

[abbeköhl]

Guten Abend Bernd,

Für mich sieht das wie Autolack(Klarlack) aus, mit Goldflimmer darin. Ich tippe auf normalen Acrylharzlack mit Goldflimmer.

-Nitrocelluloselack ist es sicher nicht, der wäre mit dem eigenen Verdünner(Nitroverdünner) wieder abwaschbar(reversibel).
Für ein Aquarium sicher nicht empfehlenswehrt. Und Klarlack mit Goldflimmer auf Nitrocellulose-Basis ist meinens Wissens sowieso nicht machbar.

- Kunstharzlack ist es sicher nicht, der Verdünner wäre Terpentinersatz, auch nicht empfehlenswert.

- Alkydharzlack,,, kann man so nicht sagen.

- Normaler Acryllack,,, kann man so nicht sagen.

- Acryllack auf Wasserbasis, da kommt die Basis(Farbe) ohne chemische Lösungsmittel aus, ist aber solange kein Klarlack darauf ist mit Wasser wieder löslich(abwaschbar). Da kommt dann auch wieder ein Klarlack darauf, der ist aber nicht auf Wasserbasis, der ist irreversibel. Ob es Acryllack auf Wasserbasis ist, kann man so auch nicht einfach sagen.

Um festzustellen um was für einen Lack es sich handelt, braucht es vielfach eine chemische Analyse,,, z.B: Gaschromatographie.
Was ich aber mit Sicherheit sagen kann ist, dass sich mit einem Standart-Ablaugmittel vom Autolackierer alle diese genannte Lacke und noch mehr problemlos entfernen lasen. Aber Vorsicht,,, Augen und Haut schützen, am besten für den Notfall eine Augendusche bereitstellen. Nur in gut belüfteten Räumen verwenden.

Mit der Trommel(findet man bei einem Feinmechaniker, Maschinenmechaniker, Galvaniseur, Goldschmied etc.) frage ich mich, ob man den Sand in der Trommel nicht zu lange laufen lassen muss um die Farbe restlos runterzukriegen. Aber ich Frage mich, ob es nicht einfacher und günstiger wäre, wenn man den Sand fachgerecht entsorgt und sich neuen besorgt. Das ist alles was ich als Autolackierer dazu beisteuern kann. Falls jemand eine andere Idee hat,,, es würde mich auch interessieren.

Nachtrag: Weichmacher braucht man erst im Lack wenn es um flexible Teile wie Spoiler aus Kunststoff geht. Da darf der Lack bei Verwindungen des Bauteils nicht abspringen, er muss so flexibel sein um die Bewegungen mitmachen zu können. Ausserdem wiedersteht er so besser dem Steinschlag, weil er weicher ist. Beim Sand könnte er eventuell vor gegenseitigem Abrieb schützen.
Eines musst du dir im klaren sein,,, die meisten dieser enthaltenen Lösungsmittel, Verdünner, Weichmacher etc. geben über längere Zeit ihre "Gase" über die Luft ab, das gehört zum Prozess dazu. Was für eine Verbindung jedoch im Wasser(H2O) eingegangen wird, wäre interessant zu wissen. Lieber Vorsicht als Nachsicht.

Herzliche Grüße aus der Schweiz, Reto B.

[Bernd Kaufmann]

Hallo zusammen,

nun muss ich doch noch schnell ein "normales" Bild, mit dem Stemi aufgenommen, und eines geblitzt mit dem Makro-Objektiv, einstellen:





Die "Goldflitter" sind also beleuchtungsbedingte Artefakte aus der Mischung von Auf- und Durchlicht samt Polarisation, bzw. die eigentliche Farbe (schiefergrau) wird dadurch stark verfremdet.

Es handelt sich um noch nicht gebrauchten Kies, der normalerweise auch keine Probleme verursacht. Es ist auch nur eine Sorte von mehreren, die mich interessieren, von denen ich aber noch keine Proben hier habe.

[abbeköhl]

Guten Abend Bernd,

Na dann war das mit dem "Goldflitter" ein Schuss ins Ofenrohr.
Könnte es auch eine "Beschichtung" aus Emailklarlack(extrem Kratzfest) oder Photoreaktivem(UV) Lack sein ?
Sag mal wie abriebfest ist die "Beschichtung" auf Dauer. Oder muss der Sand bei der Reinigung des Aquariums nicht auch bewegt werden. Wenn sich da Teile der "Beschichtung" lösen, ist dass sicher nicht optimal.

Nachtrag:

Und wie könnte ich sie abschleifen? Die Kieskörnchen sind nur 1 - 2 mm groß. Pinzette und Schleifpapier? Ich habe kein Schleifpapier. Welches, bzw. welche Körnung sollte ich kaufen, wenn das überhaupt eine vernünftige Option ist?

Bernd hast du das als Scherz gemeint ? Abgesehen von der Arbeit kommst du egal ob du ein 1000er Nass Schleifpapier nimmst, oder ein 4000er unmöglich in alle Vertiefungen hinein. Da müsstest du den Sand schon Sandstrahlen.

Herzliche Grüße aus der Schweiz, Reto B.

[Wilfred Mott]

Da müsstest du den Sand schon Sandstrahlen

Vielleicht ist das auch keine allzu schlechte Idee... Aber mit Sodastrahlen. Das dürfte den Lack killen aber sonst alles heile lassen - es ist nur die Frage wie man das davor schützt wegzufliegen :-/ Behältnis mit einem Sieb abgedeckt?

[abbeköhl]

Guten Morgen Bernd,

Und wie könnte ich sie abschleifen? Die Kieskörnchen sind nur 1 - 2 mm groß. Pinzette und Schleifpapier? Ich habe kein Schleifpapier. Welches, bzw. welche Körnung sollte ich kaufen, wenn das überhaupt eine vernünftige Option ist?

Ich glaube ich weiss nicht so recht wie du dass gemeint hast.

Wenn ein Edelsteinschleifer Steine schleift und die schleifen manchmal auch nur 2mm kleine Steine, dann kleben sie den Stein mit Steinkitt auf den Kittstock.
Mit Schellack wird zum Teil auch verklebt vor dem schleifen. dann gibt es noch spezielle Edelsteinhalter......

Edelsteinhalter
Kittstöcke1
Kittstöcke2

Da wären noch spezielle Trommeln zum schleifen...... aber bis die "Beschichtung" komplett weg ist, sind die Steinchen vielleicht bald auch nirgens mehr.

Verschiedene Trommeln, Rotationstrommel, etc.
Steine Flachvibrator
Vibrationstrommeln

Herzliche Grüße aus der Schweiz, Reto B.

[JüSchTü]

Hallo Bernd,

hast Du schon an ein Ultraschallbad gedacht? Vielleicht bröselt das Zeug dann einfach ab. Oder haftet es zu fest?

ähem, Thema verfehlt Entschuldigung. Vielleicht einbetten, wie das in der Metallografie bei Gefügeschliffen üblich ist und dann mit den dort üblichen Maschinen Schleifen und mit Diamantpaste etc. polieren.

Liebe Grüße, Jürgen

[Bernd Kaufmann]

Hallo zusammen -

da habe ich ja scheinbar etwas angerichtet!  Allen herzlichen Dank für die vielen Tipps und Anregungen! Ich werde jetzt folgenden Weg gehen: Zuerst besorge ich mir ein paar weitere, anders gefärbte oder ummantelte Muster. Dann suche ich einen Weg, wie ich einzelne Steinchen soweit an- oder abschleifen kann, dass ich einen Querschnitt sehen kann, bei dem eine klare Trennungslinie zwischen Kiesel und Farbe / Kunststoff zu sehen ist. Je nachdem, wie dies gelingt, werden sich wahrscheinlich weitere Fragen ergeben.

[Klaus Herrmann]

da habe ich ja scheinbar etwas angerichtet

Das kannst du laut sagen lieber Bernd!

Jürgen hat das, was ich eingangs vorschlug nochmal deutlicher gemacht. Wobei man da schon eine Profischleifeinrichtung oder viel Zeit braucht. Der Quarz ist halt kein Kalkstein. Also dichtes Streupäparat auf OT in Harz einbetten und runter schleifen. Musst ja keinen Dünnschliff machen. Aber fein schleifen wäre schon wichtig, damit die Schichtdickenmessung gut wird. Du kannst ja dann 100 Körner auswerten und eine Statistik machen!
Deine Neugier bezüglich in Wasser löslicher Komponenten oder der Lackzusammensetzung ist auch für ein gut ausgestattetes Labor viel Arbeit.
Und wenn man es auch noch quantitativ haben möchte, dann wirds aufwändig! Eluierbare Komponenten müsste man mit Headspace GC-MS-Kopplung nach definierter Wasserlagerung bestimmen. Den Lack selbst würde man versuchen mit IR-Spektroskopie zu ermitteln.

Also da würde ich erst mal den Lieferanten/Hersteller nach einem Zertifikat fragen - wobei ich vermute, dass er das nicht hat, weils teuer ist und deshalb ohne gesetzliche Vorschrift nicht gemacht wird.

Die Probe ist entweder schon stark mechanisch belastet, oder das Bild zeigt nicht die Realität. Wenn das eine Pulverlackschicht wäre, die im Wirbelbett aufgeschmolzen wird, dann hätte man keine so zerklüftete Oberfläche. Mit flüssigem Lack kann man den Sand ja schlecht lackieren, das würde einen klebenden Matschklumpen geben (Stollen mit Rosinen drin).

Eine Probe täte ich mir schon mal ansehen!

[Bernd Kaufmann]

Lieber Klaus,

Das kannst du laut sagen lieber Bernd!

scheinbar ist es aber doch für einige Leute interessant. 

Der Quarz ist halt kein Kalkstein.

Na gut, dann schneide ich ihn eben auf meinem neuen Mikrotom inne Mitte durch ...    oder schmelze ihn mit meinem Sublimationsofen ein. 

Deine Neugier bezüglich in Wasser löslicher Komponenten oder der Lackzusammensetzung ist auch für ein gut ausgestattetes Labor viel Arbeit.

An dieser Stelle muss ich sagen, dass es ausschließlich um eine rein private Angelegenheit geht und Neugier hin oder her - ich bitte alle, nicht zu viel Herzblut in die Sache zu investieren. Sooo schrecklich wichtig ist es nicht. Trotzdem freue ich mich natürlich über Eure Hilfsbereitschaft und sogar mehrere Angebote zur praktischen Hilfe (damit mein Klingenhalter und die guten Leica-Klingen nicht am Fließband den Bach runtergehen).

Also da würde ich erst mal den Lieferanten/Hersteller nach einem Zertifikat fragen - wobei ich vermute, dass er das nicht hat, weils teuer ist und deshalb ohne gesetzliche Vorschrift nicht gemacht wird.

Mit dieser Vermutung liegst Du sicher ganz genau richtig.

Die Probe ist entweder schon stark mechanisch belastet, oder das Bild zeigt nicht die Realität.

Es ist frischer Kies aus einer Originalpackung, also ungebraucht. Zumindest das letzte Bild zeigt, wie der trockene Kies geblitzt aussieht.

Mit flüssigem Lack kann man den Sand ja schlecht lackieren, das würde einen klebenden Matschklumpen geben (Stollen mit Rosinen drin).

Alles, was ich dazu weiß, ist, dass für das Coating (was immer damit gemeint sein mag) "Trennmittel" notwendig sind, um genau diese Verklumpung zu verhindern. Ob das der Wahrheit entspricht, vermag ich leider nicht zu sagen.

Eine Probe täte ich mir schon mal ansehen!

Sollst Du natürlich gerne haben. Das gilt auch für alle, die das Thema interessiert.

[Klaus Herrmann]

Lieber Bernd,

isch hab da mal eine Frage: warum wird der schöne Quarzsand überhaupt lackiert? Nur damit er farbig ist - also Kategorie Lippenstift?