Automotive Coatings Formulation: Chemistry, Physics und Practices

Development of pearlescent pigments
Since ancient times, mankind has been fascinated by the gloss and effect of natural pearls and 
mother of pearl. These consist of thin layers of calcium carbonate in the modification of the min-
eral aragonite, along with small quantities of calcite. The thin layers are connected by layers of 
proteins. The specific effect – a particular gloss and slight colour flop – stems from differential 
light refraction on the very thin layers, leading to interference. Interference is the superposition 
of reflected coherent light beams. If the reflected beams are in phase with each other, the light 
is intensified (constructive interference); if they are out of phase, they cancel each other out 
(destructive interference). Figure 3.7.11 shows the principle behind constructive and destructive 
interference of light reflected from very thin layers.
In the past, attempts were made to reproduce pearlescence on decorations. The first reported product 
to be used for this was 
fish-silver
 
[129]
, which was obtained by extraction of fish scales. These, in turn, 
were obtained from bleak (a type of carp) and other fish (herring and mackerel). Extraction from 
aqueous slurry yielded a paste that was treated with solvents and then cleaning. The delivery form 
is a paste of crystals of guanine and small quantities of hypoxanthine (two types of purine bases). 
Figure 3.7.11: Principle behind constructive and destructive interference of light reflected from very thin layers
Basecoats

---

150
The refractive index is relatively high (parallel n
D
= 1.79, vertical n
D
= 1.91), which is essential for 
reflection and interference. The production of about 500 g fish silver requires up to 20,000 fish. 
The product is therefore very expensive and unsuitable for industrial use; hence its employment in 
specific applications, e.g. high-class nail varnishes. Annual global production is less than 50 t 
[130]
. 
The first synthetic material to confer pearlescence was