Automotive Coatings Formulation: Chemistry, Physics und Practices

3.7.3.6 Coloured pigments
Effect pigments may be combined with coloured pigments to produce colour flop. The plan view is 
dominated by reflection from the flake-like effect pigments. Remission at an oblique angle is domi-
nated by the coloured pigments. The optimum impression is obtained when organic pigments are 
chosen which are transparent. Most organic pigments and carbon blacks are transparent. In other 
words, they absorb fractions of visible light, while the remaining coloured light is reflected from 
the substrate and from the surfaces of effect substances. Transparency is gained from pigments 
whose particles are smaller than half the wavelength of visible light. It is therefore important to 
disperse such pigments very well. Optimum hiding power of pigments is achieved when their 
particle size is half the wavelength of visible light or even longer; for transparency, the particle 
sizes must be lower. Dispersion of one and the same pigment for solid colour topcoats (optimum 
hiding power) is different from dispersion for effect basecoats (optimum transparency). Figure 
3.7.15 shows how colour strength, hiding power and corresponding particle size depend on the 
dispersion effort (length of dispersion in a batch stirrer mill). 
For effect basecoats, the pigment groups employed are the same as those for topcoats (see Chap-
ters 3.6.3.4 to 3.6.3.6). Transparency is ensured through optimal dispersion of small particle sizes. 
Figure 3.7.15: Colour strength, hiding power and particle size as a function of dispersion duration in a batch 
stirrer mill
Basecoats

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Pigments with high hiding power, for example titanium dioxide, greatly reduce the flip-flop effect. 
However, there are titanium dioxides available that have very small particles (transparent titanium 
dioxide). Such types, in combination with aluminium pigments, are responsible for the ice effect. 
Of course, optimum dispersion requires that the chosen pigments are easy to wet and resistant to 
weathering, solvents, and migration. An important aspect is reproducibility of effect and colour. This 
is much more difficult to achieve than reproduction of a solid colour. The requirements on guaran-
teeing the same, pure shade, same particle size and particle size distribution, optimum dispersion 
properties of pigments are much more critical for basecoats than for solid colour topcoats.
As is the case with the production of solid colour topcoats, basecoats can be made in two differ-
ent ways, namely with tinting pastes and tinting colours. In both cases, the dispersion process is 
tailored to optimum dispersion of just one pigment. Tinting pastes are usually prepared by making 
the polyester resin solution serve as grinding medium. The tinting colours contain all the resins of 
the basecoat formulation. The basecoat is completed by adding a dispersion of effect substances, 
carefully prepared to prevent destruction of the flake-like particles, which may also contain the 
rheological additives and some resins.