DE102010054803A1

DE102010054803A1 - Pigmentgranulate

Info

Publication number: DE102010054803A1
Application number: DE102010054803A
Authority: DE
Inventors: Thomas Rathschlag; Carsten Griessmann
Original assignee: Merck Patent GmbH
Current assignee: Merck Patent GmbH
Priority date: 2010-12-16
Filing date: 2010-12-16
Publication date: 2012-06-21
Also published as: US20130264523A1; MX2013006324A; EP2652045A1; JP2014511120A; RU2013132616A; WO2012079677A1; KR20130132918A; CN103261332A

Abstract

Die vorliegende Erfindung betrifft leitfähige Pigmentgranulate, die sich dadurch auszeichnen, dass sie auf einem Trägermaterial basieren, wobei das Trägermaterial mittels eines Haftvermittlers mit ein oder mehreren elektrisch leitfähigen Pigmenten beschichtet ist. Die erfindungsgemäßen Pigmentgranulate finden vorzugsweise Verwendung in hellen Oberflächenbeschichtungen, die elektrisch leitfähig ausgebildet sind.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft elektrisch leitfähige Pigmentgranulate sowie ein Verfahren zu deren Herstellung und deren Verwendung zum Beispiel in Kunststofffußböden, Oberflächenbeschichtungen und Pulverlacken. Des Weiteren betrifft die Erfindung ebenfalls elektrisch leitfähige Oberflächenbeschichtungen mit derartigen Pigmentgranulaten.
Ableitfähige Oberflächen werden üblicherweise in Bereichen verlangt, wo durch Reibung statische Aufladungen entstehen können, deren Energie in Form von elektrischen Entladungen abgegeben werden kann. Statische Aufladungen können überall dort entstehen, wo unterschiedliche Materialien aneinander reiben. Entladungen der statischen Aufladungen können jedoch zu Schäden am technischen Equipment führen. Eine häufige Form der elektrostatischen Aufladung ist die Kontaktaufladung, zum Beispiel beim Begehen von Böden. Die Schuhsohle, der Mensch und die Bodenoberfläche können derart elektrostatisch aufgeladen werden, dass anschließende Berührungen eines leitenden Gegenstandes zu einer spürbaren Funkenentladung führen können. Dies kann zur Zerstörung empfindlicher Geräte und Anlagen führen. So können beispielsweise in Operationssälen empfindliche Geräte ausfallen und/oder gestört werden und dadurch inkorrekte Ergebnisse liefern. Des Weiteren kann zum Beispiel in Bereichen, in denen explosionsfähige Gase oder Stäube auftreten, eine Entladung eine Explosion zur Folge haben.
Um einer möglichen statischen Aufladung entgegenzuwirken, können ableitfähige Oberflächenbeschichtungen oder Materialien eingesetzt werden. So können ableitfähige Beschichtungen oder Materialien in Kunststoffen, Fasern und Geweben Anwendung finden. Ein weiteres Anwendungsbeispiel ist die Verwendung von ableitfähigen Bodenoberflächen in Parkhäusern. Dabei können mittels eines Oberflächenbelages, bei dem ableitfähige Pigmente in einer Polymermatrix eingebettet sind, entstehende statische Ladungen beispielsweise über Erdungsbänder oder Erdungsgitter auf Basis von Kupfer von der Oberfläche abgeführt werden.
Ein Maß für die Fähigkeit derartige statische Entladungen abführen zu können, ist die Ableitfähigkeit. Sie bezeichnet somit die Eigenschaft, elektrische Energie abzuführen. Wie hoch die Ableitfähigkeit ist, bestimmt der Widerstand des Materials, angegeben in Ohm. Je höher der Widerstand, desto geringer die Ableitfähigkeit des Materials. Nicht für alle Anwendungen ist jedoch eine unbegrenzt hohe Ableitfähigkeit wünschenswert. So sollen Fußböden einerseits einen so niedrigen Widerstand haben, dass gerade keine elektrostatische Aufladungen entstehen können, andererseits darf ein vorbestimmter Widerstandswert nicht unterschritten werden, um bei Berührung einer Spannungsquelle einen schädigenden Stromfluss durch den menschlichen Körper auszuschließen. Als Richtwert der Ableitfähigkeit für Bodenbeläge gilt üblicherweise ein Widerstand von ≤ 10⁹ Ω.
Aus der DE 695 25 902 T2 sind Pigmentgranulate aus plastischen Materialien bekannt, die zumindest drei Schichten aus plastischem Material aufweisen. Die Zwischenschichten sind durch die Oberflächenschichten hindurch nicht sichtbar, weisen eine andere Farbe als die Oberflächenschichten auf und sind aus einem elektrisch leitfähigen Film gebildet. Die Granulate werden als Boden- oder Wandbelag in Form einer Folie verwendet. Diese Folie wird aus den Granulaten durch thermische Behandlung und Verpressung hergestellt, wobei durch das Folienherstellungsverfahren die elektrisch leitfähigen Zwischenschichten miteinander in Form eines Adernetzes verbunden werden. Eine derartig hergestellte Folie kann als Boden- oder Wandbelag verwendet werden, die eine Ableitfähigkeit gegenüber statischen Entladungen aufweist. Damit zumindest eine Zwischenschicht elektrisch leitfähig ausgebildet ist, können diese Zwischenschichten mit Ruß durchsetzt sein, wobei der Graphitbestandteil des Rußes zur Leitfähigkeit der Zwischenschicht beiträgt.
In der DE 42 12 950 A1 werden leitfähige Pigmente beschrieben, die aus einer Komponente A und einer Komponente B bestehen. Die Komponente A besteht aus einem oder mehreren leitfähigen, plättchenförmigen Pigmenten, während die Komponenten B aus einem oder mehreren leitfähigen nicht-plättchenförmigen Pigmenten besteht. Zur Ausbildung der Leitfähigkeit sind die plättchenförmigen und die nicht-plättchenförmigen Pigmente mit einer leitfähigen Oberflächenschicht versehen, die aus leitfähigen Metalloxiden beziehungsweise Metalloxidgemischen besteht. Bevorzugt wird eine leitfähige Schicht aus mit Antimon dotiertem Zinnoxid verwendet. Als plättchenförmiges Trägermaterial werden plättchenförmige Effektpigmente eingesetzt, wie zum Beispiel natürliche oder synthetische Glimmer, Schichtsilikate oder Glasplättchen. Als nicht-plättchenförmige Pigmente können kugelförmige oder würfelförmige Trägermaterialien eingesetzt werden. Besonders bevorzugt werden Pigmente verwendet, die mit Antimon dotiertem Zinnoxid beschichtet sind. Derartige leitfähige plattchenförmige Pigmente sind im Handel unter der Bezeichnung Minatec^® bei der Firma Merck KGaA, Darmstadt, erhältlich. Außer solchen leitfähigen Pigmenten, umfassend zumindest eine Komponente A und/oder eine Komponente B lassen sich leitfähige Beschichtungen herstellen. Der Vorteil von Minatec^®-Pigmenten besteht in der Herstellung von hellen, ableitfähigen Beschichtungsmaterialien, bei der der Einsatz von leitfähigen Ruß- und Graphitbestandteilen nicht geeignet ist, aufgrund des schwarzen, dunklen Grundfarbtons der Ruß- und Graphitbestandteile.
Wünschenswert wären nun weitere leitfähige Pigmente oder Pigmentgranulate, aus denen leitfähige Beschichtungen, für zum Beispiel Fußbodenbeläge, kostengünstiger hergestellt werden können, die aber dennoch Ableitfähigkeiten im Bereich von 10³–10⁹ Ω und eine helle Farbe aufweisen. Dadurch kann der Einsatzbereich von leitfähigen Pigmenten und Pigmentgranulaten erweitert werden.
Überraschenderweise wurde nun gefunden, das Pigmentgranulate basierend auf einem Trägermaterial, wie zum Beispiel Polymerpartikel, Glaskugeln, Glashohlkugel oder dergleichen, die mit einem oder mehreren elektrisch leitfähigen Pigment beschichtet sind, die gewünschte Ableitfähigkeit aufweisen und aus denen aufgrund des reduzierten Anteils an leitfähigem Pigment kostengünstigere Materialien zur Oberflächenbeschichtung herstellbar sind.
In einem Aspekt der Erfindung werden somit Pigmentgranulate vorgeschlagen, die auf zumindest einem Trägermaterial basieren, das mittels zumindest eines Haftvermittlers mit zumindest einem elektrisch leitfähigen Pigment beschichtet ist.
Vorteilhaft kann durch Beschichtung zumindest eines Trägermaterials mit zumindest einem elektrisch leitfähigen Pigment der Anteil an elektrisch leitfähigem Pigment, in einem elektrisch leitfähigen dielektrischen Werkstoff reduziert werden, ohne dass die Ableitfähigkeit drastisch verschlechtert wird. Dadurch ist der Werkstoff mit weniger Materialeinsatz und somit wirtschaftlicher herstellbar, da geringere Mengen von dem elektrisch leitfähigen Pigment verwendet werden können. Durch die verminderte Konzentration an elektrisch leitfähigem Pigment können mit den erfindungsgemäßen Granulaten hellere leitfähige Materialien formuliert oder leitfähige Gegenstände mit farblich attraktiven Dekoren gestaltet werden.
Unter beschichtet ist dabei die oberflächliche Beschichtung des zumindest einen Trägermaterials mit dem zumindest einen elektrisch leitfähigen Pigment zu verstehen. Das zumindest eine elektrisch leitfähige Pigment wird durch physikalische Kräfte und/oder den Haftvermittler auf der Oberfläche des Trägermaterials fixiert. Dabei kann auch ein Anteil an elektrisch leitfähigem Pigment lose und in nicht auf der Oberfläche fixierter Form vorliegen.
Unter dem Begriff ”Granulat” sind in dieser Anmeldung alle dem Fachmann denkbaren festen Teilchenformen, wie z. B. Pellets, Briketts, Pearlets, Würstchen oder die tablettierte Form, zu verstehen. Die Teilchengrößen der Granulate liegen vorzugsweise im Bereich von 0,025 bis 150 mm, insbesondere 0,1 bis 20 mm, und ganz besonders bevorzugt im Bereich von 0,05 bis 6 mm.
Die Helligkeit von Materialien und somit auch die Helligkeit der erfindungsgemäßen Pigmentgranulate und der daraus herstellbaren Materialien, die zudem farbig gestaltet sein können, ist mittels eines Farbsystems bestimmbar. Solche Farbsysteme kombinieren die Informationen der drei Elemente Lichtquelle, Beobachter und Objekt, so dass mit derartigen Farbsystemen die Materialien, z. B. hinsichtlich ihrer Farbe, ihres Farbunterschiedes und ihrer Helligkeit beschrieben werden können. So ist beispielsweise mit dem L*a*b*-Farbsystem der CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) eine Ermittlung der Helligkeit eines Materials möglich. In diesem Farbsystem steht L* für die Helligkeit, wobei ein Wert von 100 eine weiße Farbe referenziert, während ein Wert von 0 für die Farbe Schwarz steht. Die Grün-Rot-Achse wird mittels des a* Wertes angegeben, während die Blau-Gelb-Achse durch den b*-Wert gekennzeichnet wird. Das jeweilige Material kann nun mit dementsprechenden geeigneten Farbmessgeräten vermessen werden und im Zuge dessen die Helligkeit L* bestimmt werden.
Die erfindungsgemäßen, leitfähigen, hellen Pigmentgranulate weisen vorzugsweise selbst eine Helligkeit bzw. einen L*-Wert von mindestens 40, insbesondere von mindestens 50, ganz besonders bevorzugt von mindestens 60 und sogar von mindestens 80 auf.
Die mit diesen erfindungsgemäßen, leitfähigen Pigmentgranulaten hergestellten hellen Materialien können dabei eine Helligkeit bzw. einen L*-Wert von mindestens 40, insbesondere von mindestens 50, beispielsweise von mindestens 60 und gegebenenfalls sogar von mindestens 80 aufweisen.
Als wesentlichen Bestandteil weist das Pigmentgranulat zumindest ein elektrisch leitfähiges Pigment auf. Unter einem elektrisch leitfähigen Pigment ist ein Pigment zu verstehen, dass den elektrischen Strom, zum Beispiel bei einer auftretenden Entladung einer statischen Aufladung, weiterleiten kann. Dabei weist das elektrisch leitfähige Pigment einen Widerstandswert auf, der eine derartige Ableitung des elektrischen Stroms zumindest über die Oberfläche des Pigmentkörpers ermöglicht. Die elektrische Leitfähigkeit der einzelnen Pigmentkörper untereinander kommt durch die Berührung der Pigmentkörper untereinander in dem Pigmentgranulat oder in einer das Pigmentgranulat enthaltenen Ausführungsform zu Stande. Das elektrisch leitfähige Pigment kann vollständig aus einem leitfähigen Material bestehen, oder aus einem Pigment-Trägermaterial, das mit einer leitfähigen Beschichtung ausgestattet ist. Im Falle eines mit einer elektrisch leitfähigen Beschichtung versehenen Pigment-Trägermaterials kann vorteilhaft eine weitere Kostenreduktion erreicht werden. Elektrisch leitfähige Pigmente können bevorzugt plättchenförmig ausgebildet sein, oder eine nicht-plättchenförmige Ausbildung aufweisen. Im Falle der nicht-plättchenförmigen Ausbildung können die elektrisch leitfähigen Pigmente eine nadelförmige, kantige oder eckige Form aufweisen. Es können auch Gemische unterschiedlicher leitfähiger Pigmente eingesetzt werden.
Beispielsweise kann zumindest ein elektrisch leitfähiges Pigment aus der folgenden Gruppe ausgewählt sein:

– trägerfreie oder trägerhaltige Metalloxid-haltige Pigmente
– trägerfreie oder trägerhaltige Metall-haltige Pigmente
– leitfähige Polymere
– Graphit
– Carbon-Nanotubes
– Nanosilber, oder
– eine beliebige Mischung dergleichen.

Werden nun derartige elektrisch leitfähige Pigmente, zusammen mit einem Trägermaterial und gegebenenfalls einem Haftvermittler, zu einem Pigmentgranulat verarbeitet, so kann der Anteil an elektrisch leitfähigem Pigment signifikant reduziert werden, ohne dass darunter die Ableitfähigkeit des Pigmentgranulats, auch in verarbeiteter Form, wesentlich leidet. Dadurch kann der Bedarf an Benetzungsmittel zur Benetzung der elektrisch leitfähigen Pigmenten reduziert werden, wodurch die rheologischen Eigenschaften, wie Pump- und/oder Spritzbarkeit, Verlaufseigenschaften und Nivellierfähigkeit, in der Verarbeitung der Pigmentgranulate verbessert werden können. Zudem ist bei der Verwendung von Pigmentgranulaten, mit verringertem Anteil an elektrisch leitfähigem Pigment, die Staubbelastung bei der Weiterverarbeitung deutlich verringerbar, so dass der Einsatz im Baustellenbereich erweitert werden kann.
Als plättchenförmige Pigment-Trägermaterialien können Glimmer, Kaolin, Talkum, Metallplättchen oder Polymerplättchen zum Einsatz kommen. Als plättchenförmiges Pigment-Trägermaterial können auch alle plättchenförmigen Effektpigmente eingesetzt werden, wie zum Beispiel plättchenförmiges Eisenoxid, Bismutoxychlorid oder mit farbigen oder farblosen Metalloxiden beschichtete plättchenförmige Materialien, wie z. B. natürlicher oder synthetischer Glimmer, Sericit sowie andere Schichtsilikate wie Talkum oder Kaolin, Glasplättchen, Al₂O₃-Plättchen oder SiO₂-Plättchen. Es sind als plättchenförmiges Pigment-Trägermaterial auch mit Metalloxiden beschichtete Glimmerschuppen einsetzbar. Dabei können als Metalloxide sowohl farblose hochbrechende Metalloxide wie zum Beispiel Titanoxid oder Zirkoniumdioxid verwendet werden, als auch farbige Metalloxide, wie zum Beispiel Chromoxid, Nickeloxid, Kupferoxid, Kobaltoxid und insbesondere Eisenoxide wie z. B. Fe₂O₃ oder Fe₃O₄ oder Mischungen solcher Metalloxide. Solche Metalloxid/Glimmerpigmente sind unter dem Handelsnamen Afflair^® und Iriodin^® (Fa. Merck KGaA, Darmstadt) im Handel erhältlich. Solche und weitere Trägermaterialien sind aus den Patentschriften U.S. 3,087,828 , U.S. 3,087,829 , EP 14382 , EP 68311 , EP 265820 , EP 268072 und EP 283852 bekannt.
Die leitfähige Komponente des Pigments kann aus einem oder mehreren Metalloxiden, Metallen oder anderen leitfähigen Verbindungen, beispielsweise Eisensulfid oder Polymeren, wie Polyacetylen, bestehen. Das Aufbringen der leitfähigen Schicht geschieht in an sich bekannter Weise, zum Beispiel nach dem in der EP-A 139557 beschriebenen Verfahren. Dabei sind alle möglichen leitfähigen Metalloxide beziehungsweise Metalloxidgemische einsetzbar. Eine Auswahl solcher Materialien ist aus der EP-A 139557 bekannt. Es können aber auch leitfähige Pigmente eingesetzt werden, die vollständig aus einem leitfähigen Material bestehen.
Bevorzugt können, insbesondere plättchenförmige, Pigment-Trägermaterialien eingesetzt werden, die mit Antimon dotiertem Zinnoxid beschichtet sind. Diese sind im Handel unter der Bezeichnung Minatec^® von der Firma Merck KGaA, Darmstadt erhältlich. Des Weiteren können auch Pigmentmischungen aus plättchenförmigen, leitfähigen Pigmenten und nicht-plättchenförmigen, leitfähigen Pigmenten, wie aus der DE 42 12 950 A1 bekannt, eingesetzt werden.
Als leitfähige Polymere können elektrisch selbstleitende Polymere, wie zum Beispiel Polyacetylene, Polyaniline, Polyparaphenylene, Polypyrrole oder Polythiophene zum Einsatz kommen. Vorzugsweise kann Polyethylenedioxithiophen (PEDOT) eingesetzt werden, welches beispielsweise unter dem Handelsnamen Orgacon bei der Firma Kodak erhältlich ist.
Als Carbon-Nanotubes können beispielsweise unter dem Handelsnamen Graphistrength CW 1-20'' erhältliche Carbon-Nanotubes der Firma Arkema Verwendung finden. Diese Carbon-Nanotubes enthalten 20% MWCNT („Multiwallcarbonnanotubes”) und sind insbesondere für wasserbasierende Anwendungen geeignet.
Als Metalle können alle denkbaren in der jeweiligen Applikation stabilen Metalle zum Einsatz kommen. Vorzugsweise werden Nanometalle verwendet und bevorzugt Nanosilber sowie eine Nanosilberdispersion.
Des Weiteren können helle, elektrisch leitfähige Pigmente eingesetzt werden. Vorteilhaft können demzufolge mit diesen hellen, elektrisch leitfähigen Pigmenten Pigmentgranulate erzeugt werden, die eine helle Farbe aufweisen. Bevorzugt ist die Farbe der Pigmentgranulate beziehungsweise der hellen, elektrisch leitfähigen Pigmente weiß oder hellgrau. Die Pigmentgranulate, beziehungsweise Pigmente, können aber auch andere Farbtöne, wie zum Beispiel eine Gelbtönung, eine Hellgrüntönung, eine Hellblautönung, eine Ockertönung oder andere Tönungen aus dem RAL-Farbenbereich aufweisen. Vorteilhaft kann durch den Einsatz von hellen, elektrisch leitfähigen Pigmenten eine eher dunkle Farbe, wie er beim Einsatz von Grafit oder Ruß bekannt ist, hin zu helleren Farbtönen verschoben werden. Diese Verschiebung zu hellen Farbtönen kann dabei gezielt durch die hellen, elektrisch leitfähigen Pigmente eingestellt werden.
Der Anteil an elektrisch leitfähigem Pigment im Pigmentgranulat beträgt vorzugsweise 1–20 Gew.%, vorzugsweise 1–15 Gew.% und insbesondere 5–10 Gew.%, bezogen auf das Granulat.
Vorteilhaft kann demzufolge der Anteil an elektrisch leitfähigem Pigment durch den Einsatz von Trägermaterialien, die mit den elektrisch leitfähigen Pigmenten beschichtet sind, gegenüber einem Pigmentgranulat ohne derartige Trägermaterialien signifikant verringert werden, wobei im Vergleich zu Pigmentgranulaten ohne Trägermaterialien eine gleiche oder vergleichbare Ableitfähigkeit des Pigmentgranulats auftritt.
Als weiteren wesentlichen Bestandteil enthalten die Pigmentgranulate neben den elektrisch leitfähigen Pigmenten auch zumindest ein Trägermaterial. Dabei versteht man unter Trägermaterial denjenigen Bestandteil des Pigmentgranulats, auf den das elektrisch leitfähige Pigment mittels des Haftvermittlers beschichtet ist. Ein geeignetes Trägermaterial kann eine hohe Transparenz und im Vergleich zu dem elektrisch leitfähigen Pigment eine kleinere Größe aufweisen. Die Trägermaterialien können als einzelne Partikel vorliegen.
Dabei kann zumindest ein Trägermaterial nicht-plättchenförmig, insbesondere sphärisch, ausgebildet sein.
Vorteilhaft ist dadurch die Einnahme eines größeren Volumens durch das Trägermaterial möglich, wobei die Ableitfähigkeit des Pigmentgranulats weiterhin durch die Beschichtung des Trägermaterials mit dem zumindest einen elektrisch leitfähigen Pigment gegeben ist. Dabei kann das Trägermaterial sphärisch ausgebildet sein oder unrund, beispielsweise wie Bruchsplit, und somit Ecken und Kanten aufweisen.
Auch kann zumindest ein Trägermaterial zudem elektrisch leitfähig ausgebildet sein. Zudem kann dabei das Trägermaterial leitfähiger als die Beschichtung, umfassend die elektrisch leitfähigen Pigmente, ausgebildet sein.
Vorteilhaft kann dadurch eine Weiterleitung des elektrischen Stroms durch das Trägermaterial hindurch stattfinden.
Des Weiteren kann zumindest ein Trägermaterial ein Polymerpartikel, eine Glasvohkugel, eine Glashohlkugel, ein amorphes oder kristallines Siliziumdioxid, ein keramisches Mahlgranulat und/oder eine keramische Vollkugel, z. B. Steatit-Mahlvollkugel, sein. Dabei können die Polymerpartikel ebenfalls hohl oder voll ausgebildet sein. Demzufolge können Polymer-Hohlkugeln oder Polymer-Vollkugeln zum Einsatz kommen.
Vorteilhaft können so preiswertere Materialien im Vergleich zu den elektrisch leitfähigen Pigmenten eingesetzt werden und so die Materialkosten des Pigmentgranulats reduziert werden. Im Falle von keramischen Trägermaterialien ist zudem eine Beständigkeit gegen korrosive Einwirkungen der Atmosphäre auch in Gegenwart von salz-, säure- und alkalihaltigen Medien, Gasen, Dämpfen und Niederschlägen gegeben.
So können als Trägermaterial Glasvollkugeln und/oder Glashohlkugeln eingesetzt werden. Bevorzugt sind dabei Glasvollkugeln und besonders bevorzugt Glashohlkugeln.
Dabei können zudem transparente Träger, wie z. B. Glasvollkugeln sowie Glashohlkugeln, mit ihrer Lichtdurchlässigkeit die optischen Eigenschaften, z. B. den Perlglanz oder Metallglanz, des Pigmentgranulats unterstützen.
Die Glasvollkugeln sollten je nach Anwendungsgebiet chemisch beständig sein. Vorzugsweise werden Glasvollkugeln oder Glashohlkugeln aus Kalk-Natron-Glas (Hauptbestandteile: SiO₂/CaO/Na₂O), ECR-Glas, C-Glas Borosilikatglas oder Quarzglas verwendet.
Es können auch Gemische von Glasvollkugeln und Glashohlkugeln zur Anwendung kommen. Dabei können alle denkbaren Mischungsverhältnisse zum Einsatz kommen, vorzugsweise werden die Trägermaterialien derart gemischt, dass physikalische und chemische Eigenschaften, wie Haftung im Anwendungsmedium und Chemikalienfestigkeit, mit ästhetischen Effekten und ökonomische Betrachtungen, korrelieren.
Glasvollkugeln sind im Handel erhältlich, z. B. von der Fa. Sovitec GmbH unter dem Namen Sovilux oder Microperl. Dabei können die Partikelgrößen nach DIN 66165-Teil 2 bestimmt werden. Glashohlkugeln sind beispielsweise bei der Firma 3M Deutschland GmbH unter dem Handelsnamen ”3M Glass Bubbles” bzw. bei der Firma Omega Minerals Norderstedt unter dem Handelsnamen ”Sphericel” erwerbbar oder bei der Firma Trelleborg Offshore Ltd. unter dem Namen ”Fillite” und bei der Firma Dennert Proaver unter dem Namen ”Proaver” erhältlich.
Die Glasvollkugeln sollten je nach Anwendungsgebiet chemisch beständig sein. Vorzugsweise können Glasvollkugeln oder Glashohlkugeln aus Kalk-Natron-Glas mit den Hauptbestandteilen SiO₂/CaO/Na₂O, ECR-Glas, C-Glas Borosilikatglas oder Quarzglas verwendet werden.
Dabei können Glashohlkugeln der 3M Deutschland GmbH folgende Kennwerte aufweisen:

Öl-Absorption: 0,2–0,6 g Öl/cm³ (bestimmt nach ASTM 0281-95).

Korngröße: 9–120 μm (bestimmt nach DIN 66165-2)
Es können auch Glashohlkugeln oder Glasvollkugeln aus Kalk-Natron-Glas mit den Hauptbestandteilen SiO₂/CaO/Na₂O, ECR-Glas, C-Glas, Borosilikatglas oder Quarzglas verwendet werden, die mit einem organischen oder anorganischen Pigment beschichtet oder eingefärbt sind.
Prinzipiell können alle organischen und anorganischen Pigmente zur Einfärbung oder Beschichtung von Glashohlkugeln oder Glasvollkugeln verwendet werden.
So können beispielsweise organische Pigmente, wie in „Industrielle Organische Pigmente" der Autoren Hunger/Herbst, erschienen im VCH-Verlag 1995, auf den Seiten 633–640 beschrieben, verwendet werden.
Weiterhin können organische und anorganische Pigmente, wie in den „Pigment + Füllstofftabellen" des Autors Lückert, erschienen im Vincentz-Verlag 2002, 6. Auflage, beschrieben, verwendet werden. Dabei sind auf den Seiten 407–434 Schwarzpigmente, 72–94 Weißpigmente, 216–299 Rotpigmente und 326–361 Blaupigmente beschrieben.
Anschließend können die eingefärbten oder beschichteten Glashohlkugeln oder Glasvollkugeln mit elektrisch leitfähigen Pigmenten auf der Oberfläche beschichtet werden.
Es können auch farbige Glashohlkugeln der Firma Quadra Industries verwendet werden. Diese verwendeten Glashohlkugeln können folgenden Kennwert aufweisen:

Korngröße: 15–65 μm (bestimmt nach DIN 66165-2).
Die Glasvollkugeln der Fa. Quadra Industries sind entweder mit organischen und/oder anorganischen Pigmenten umhüllt.
Es können auch keramische Trägermaterialien, wie z. B. Steatit-Mahlgranulate und/oder Steatit-Vollkugeln, eingesetzt werden. Dabei umfassen Mahlgranulate mittels eines Granulierverfahrens hergestellte, unrunde Partikel, während von den Vollkugeln im Trockenpressverfahren hergestellte, vollrunde Kugeln mit Pressrand, umfasst werden. Derartige Steatit-Mahlgranulate und/oder Steatit-Vollkugeln sind im Handel bei der Firma Mühlmeier, Bärnau, Deutschland, erhältlich.
Als Polymerpartikel kommen vorzugsweise solche aus Kunststoff(e), wie z. B. Thermoplaste oder Duroplaste, zum Einsatz. Die Polymerpartikel bestehen vorzugsweise aus Polyolefinen, insbesondere aus Polyethylen (PE) und Polypropylen (PP), Polystyrol (PS), Polymethylmethacrylat (PMMA), Polyethylen-terephthalat (PET), Polycarbonat (PC), Polyvinylacetat-Copolymer (PVAC), Polyvinylchlorid (PVC), Ethylenacrylsäure-Copolymer (EAA), Ethylenvinylacetat-Copolymer oder biologisch abbaubare Polyester, z. B. Polymilchsäure (Polyactid = (PLA)). Besonders bevorzugte Trägermaterialen bestehen aus PVC, insbesondere aus sphärischem Granulat, beispielsweise bei der Firma Geerkens Rohstoffe, Willich, Deutschland, erhältlich.
Die im Handel erhältlichen Kunststoffpulver bzw. Kunststoffgranulate weisen häufig Partikelgrößen von 1–5 mm auf. Diese Polymerpartikel können bei der Herstellung der erfindungsgemäßen Pigmentgranulate zuvor aufgeschmolzen werden und dann beispielsweise durch Granulation, z. B. Unterwassergranulation, und gegebenenfalls Einstellung der Korngröße, z. B. mittels einer Lochscheibe, auf die gewünschte Partikelgröße und Form eingestellt werden.

Es können auch Gemische von unterschiedlichen Trägermaterialien zur Anwendung kommen, wie z. B.

– Glasvollkugeln	+	Glashohlkugeln,
– Glasvollkugeln	+	Thermoplaste,
– Glasvollkugeln	+	Duroplaste,
– Thermoplaste	+	Duroplaste	+	Glasvollkugeln
– Glashohlkugeln	+	Thermoplaste
– Glashohlkugeln	+	Duroplaste
– Thermoplaste	+	Duroplaste	+	Glashohlkugeln
– Thermoplaste	+	Duroplaste.

Dabei können alle denkbaren Mischungsverhältnisse zum Einsatz kommen, vorzugsweise werden die Trägermaterialien derart gemischt, dass physikalische und chemische Eigenschaften, wie z. B. Haftung im Anwendungsmedium und Chemikalienfestigkeit, mit ästhetischen Effekten und ökonomische Betrachtungen, korrelieren.
Vorzugsweise handelt es sich bei Trägermaterial-Gemischen um Zweistoff-Gemische, die in jedem Mengenverhältnis miteinander gemischt werden können. Vorzugsweise beträgt das Verhältnis 1:1 bis 1:10 bzw. 10:1.
Es besteht ebenfalls die Möglichkeit unstrukturierte Partikel der gleichen Teilchengrößenverteilung zu verwenden. Die Trägermaterialien können in beliebiger Kombination zueinander für das Pigmentgranulat eingesetzt werden.
Zumindest ein Trägermaterial kann eine Partikelgröße von 0,01–100 mm, insbesondere von 0,01–50 mm und gegebenenfalls von 0,1–10 mm aufweisen. Bevorzugt ist eine Partikelgröße von 0,025–5 mm.
Je größer dabei die Partikelgrößen sind, desto vorteilhaft mehr Volumen kann durch das Trägermaterial in dem Pigmentgranulat eingenommen werden. Somit sind die Materialkosten des Pigmentgranulats deutlich reduzierbar.
Der Anteil an Trägermaterial bezogen auf das Pigmentgranulat kann 80–99 Gew.% betragen. Insbesondere ist auch ein Anteil von 90–99 Gew.% möglich. Bevorzugt ist ein Anteil 80–90 Gew.%.
Vorteilhaft kann dadurch der Benetzungsmittelbedarf verringert werden und die rheologischen Eigenschaften bei der Verarbeitung sind verbessert. Wird genügend Trägermaterial verwendet, können die gewünschten Eigenschaften der erfindungsgemäßen Pigmentgranulate, wie z. B. verringertes Staubverhalten und/oder verbesserte Rieselfähigkeit, gewährleistet werden. Dazu müssen die Polymerteilchen nicht nur mit dem elektrisch leitfähigen Pigment umhüllt sein, sondern sie müssen auch miteinander zu einem gut rieselfähigen groben ”Pulver” verklebt sein.
In dem Pigmentgranulat kann das Gewichtsverhältnis von Trägermaterial zu elektrisch leitfähigem Pigment von 1:5 bis 50:1 betragen. Beispielsweise bevorzugt ist ein Gewichtsverhältnis von 10:1 bis 20:1.
Vorteilhaft ist dadurch die Pigmentkonzentration reduziert, aber dennoch eine ausreichend hohe Ableitfähigkeit vorhanden. Das Gewichtsverhältnis von Trägermaterial zu elektrisch Leitfähigem Pigment kann auch zur Steuerung der Ableitfähigkeit herangezogen werden.
Pigmentgranulate können bevorzugt zumindest einen Haftvermittler aufweisen.
Dabei kann der Haftvermittler vorzugsweise ausgewählt sein aus der Gruppe:

– Ethylen-Acrylsäure-Emulsion (EAA)
– chlorierte oder nicht-chlorierte Polypropylendispersion,
– chlorierte oder nicht-chlorierte Polyethylendispersion,
– Polyurethan-Dispersionen,
– Wachsemulsionen.

Vorteilhaft kann durch Einsatz des Haftvermittlers das leitfähige Pigment auf dem Trägermaterial fixiert werden, wobei dadurch nicht ausgeschlossen ist, dass ein Teil des elektrisch leitfähigen Pigments nicht fixiert in dem Granulat vorliegt. Durch die Fixierung kann ebenfalls die Staubemission bei der Verarbeitung des Pigmentgranulats verringert werden.
Weitere geeignete Haftvermittler sind besonders solche, die physikalisch trocknen. Besonders bevorzugt werden als Haftvermittler wässrige Emulsionen verwendet, vorzugsweise EAA-Emulsionen (ethylene acrylic acid copolymers), im Handel beispielsweise erhältlich von der Fa. Michelman unter der Bezeichnung ”Michem Prime 4983 R” sowie Emulsionen und Dispersionen auf der Basis von acrylierten Polypropylenen oder niedrigchlorierten Polypropylenen. Derartige Emulsionen und Dispersionen sind im Handel erhältlich, beispielsweise von der Fa. Tramaco unter der Bezeichnung ”Trapylen 9310 W” und ”Trapylen 6700 W”.
Die Größe der EAA-Emulsionsteilchen beträgt vorzugsweise 20–300 nm. Die bevorzugt verwendeten EAA-Emulsionen bestehen vorzugsweise aus 65–85 Teilen Wasser und 15–35 Teilen EAA.
Die Größe der acrylierten Polypropylen- oder niedrigchlorierten Polypropylen-Emulsionsteilchen bzw. Dispersionsteilchen beträgt vorzugsweise 50–5000 nm.
Geeignete Haftvermittler sind weiterhin Wachs-Emulsionen, im Handel beispielsweise erhältlich von der Fa. KEIM ADDITEC Surface GmbH. Geeignete Wachs-Emulsionen sind z. B. LD-PE-Wachs-Emulsionen (LD-PE = low density Polyethylen), z. B. Ultralube V-06070480 der Fa. KEIM ADDITEC Surface GmbH. Die Wachs-Emulsionen enthalten vorzugsweise Emulsionsteilchen der Größe 20–100 nm. Die geeigneten Wachs-Emulsionen weisen vorzugsweise einen Schmelzbereich von 50–160°C, insbesondere von 90–140°C und ganz besonders bevorzugt von 90–130°C auf.
Nachfolgend werden weiter geeignete Haftvermittler genannt, die auf Basis von wässrigen Dispersionen bestehen, wie z. B. solche

1) auf Basis von Copolymeren oder auf Basis von Terpolymeren:
– Vinylacetat (VAC)/(Ethylen) [E] = VAC/E
– Vinylacetat (VAC/(Ethylen) [E]/Vinylchlorid (VC) = VAC/E/VC
– Vinylchlorid (VC)/Ethylen [E]/Acrylsäureester (AY) = VC/E/AY
– Vinylchlorid (VC)/Ethylen [E]/Vinyllaurat (VL) = VC/E/VL
– Vinylacetat (VAC)/(Ethylen) [E]/Vinylchlorid (VC) = VAC/E/VC
2) auf Basis von Acrylatdispersionen
– Styrolacrylsäureester (S-AY)
– Acrylsäureester (AY)
– selbstvernetzendes Acrylat
– Polyacrylate und deren Copolymerisate
– PMMA und deren Copolymerisate
3) Dispersionen auf Basis der Zusammensetzung:
– Versaticsäurevinylester (VeoVa)/Acrylsäureester (AY) = VeoVa/AY
– Ethylen-Copolymerisat/Acrylat = E-Copo./AY
– wässrige Polyvinylbutyral-Dispersionen = PVB
– wässrige Polyvinylpropionat-Dispersionen = PVP
– wasserverdünnbare Harnstoffharze
– wasserverdünnbare Polyester
– wasserverdünnbare Alkydharze
– wasserverdünnbare Kolophoniumharze und Kolophoniumharzester
– wasserverdünnbarer Schelllack
– wasserverdünnbare Polyvinylacetale
– wasserverdünnbare Polyvinylether
– wasserverdünnbare Sojaproteine
– Polyvinylalkohole = PVOH
4) Polyurethandispersionen
4a) aliphatische Polyurethane
– Polyether (PE)/Polyurethan (PU) = PE/PU
– Polyester (PES)/Polyurethan (PU) = PES/PU
– Polycarbonat (PC)/Polyurethan (PU) = PC/PU
– Polyester (PES)/Polycarbonat (PC)/Polyurethan (PU) = PES/PC/PU
4b) aliphatische ölbasierende Polyurethan Hybride
– auf Basis Rizinusöl (CO)
– auf Basis Ricinusöl und Leinöl (LO).

Als Haftvermittler sind weiterhin geeignet Klebstoffe auf Basis von Harzen und Polymeren, die mit organischen Lösemitteln verdünnbar bzw. in diesen löslich sind. Üblicherweise sind diese Haftvermittler nicht wasserlöslich oder wasserverdünnbar. Beispiele für geeignete Rohstoffe finden sich z. B. in den Lackrohstofftabellen, Vincentz-Verlag, 10. Auflage, Auflage 2000, Seiten 62–622.
Beispiele für mögliche Klebstoffe, die als Haftvermittler verwendet werden können, basieren auf nachfolgenden Harzen und Polymeren:

– gesättigte Polyester
– ungesättigte Polyester
– Epoxide
– Polyacrylate und Copolymerisate
– PMMA und u.-Copolymerisate
– Polyamide
– Ketonharze und Aldehydharze
– Polystyrole
– Polyurethane (PU)
– Polyurethane (PU)/Acrylate (AY) = (PU/AY)
– feuchtigkeitshärtbare Polyurethane
– PVC
– Polyvinylacetate
– Polyvinylacetale
– Polyvinylether
– Alkyd/Melamin
– Harnstoffharze
– Polyvinylbutyral = PVB
– Polyvinylpropionat = PVP
– Harnstoffharze
– Polyesterharze
– Alkydharze
– Kolophoniumharze und Kolophoniumharzester
– Schelllack

Die als Haftvermittler einsetzbaren Klebstoffen werden unterteilt nach dem Verfestigungsmechanismus in:

1. Polymerisationsklebstoffe, wie z. B.
– Cyanacrylat (CY-AY);
– MMA-Klebstoffe (MMA = Methylmethacrylat);
– anaerob härtende Klebstoffe
– strahlenhärtende Klebstoffe
2. Polykondensationsklebstoffe, wie z. B.
– Phenolformaldehydklebstoffe
– Siliconklebstoffe
– Silanvernetzende Polymerklebstoffe
– Polyimidklebstoffe
3. Polyaddditionsklebstoffe, wie z. B.
– Epoxidharzklebstoffe
– Polyurethan-Klebstoffe
4. Schmelzklebstoffe, wie z. B.
– feuchtigkeitsreaktiver amorpher Poly Alpha Olefin-Schmelzklebstoff = 1K-APAO.

Der Anteil an Haftvermittler bezogen auf das Pigmentgranulat kann 0,05–20 Gew.% betragen. Beispielsweise ist auch ein Anteil von 0,1–20 Gew.%, insbesondere von 0,1–15 Gew.% und gegebenenfalls von 0,1–10 Gew.% möglich. Bevorzugt ist ein Anteil von 0,5–10 Gew.%.
Vorteilhaft kann durch die angegebenen Anteile an Haftvermittler in dem Pigmentgranulat eine gute Haftung des elektrisch leitfähigen Pigments auf dem Trägermaterial erreicht werden, so dass nur wenig ungebundenes, elektrisch leitfähiges Pigment in dem Pigmentgranulat vorliegt.
Dabei können das zumindest eine Trägermaterial, das zumindest eine elektrisch leitfähige Pigment und der zumindest eine Haftvermittler derart aufeinander farblich abgestimmt sein, dass das Pigmentgranulat oder die daraus herstellbaren Anwendungsform, wie nachfolgend beschrieben, eine helle Farbe aufweist.
Pigmentgranulate können zusätzlich zumindest ein Additiv enthalten, wie sie für den Einsatz in Anwendungsmedien aus den Bereichen Farben, Lacke, Pulverlacke, Kunststoffe oder dergleichen üblich sind. Derartige Additive und/oder Hilfsstoffe können Gleitmittel, Trennmittel, Stabilisatoren, Antistatika, Flammschutzmittel, Antioxidantien, Farbmittel, Flexibilisatoren, Weichmacher, wie z. B. Diisononylphthalat, Treibmittel, Antioxidantien, UV-Absorber, anorganische Füllstoffe und/oder Tenside, organische polymerverträgliche Lösungsmittel und/oder Tenside, Phenolderivate, Mineralöle sein. Einen Überblick über die einsetzbaren Additive und Hilfsstoffe findet sich in Saechtling, Kunststoff Taschenbuch, 27. Ausgabe, Carl Hanser Verlag oder gibt R. Wolf in "Plastics, Additives" in Ullmann's, Encyclopedia of Industrial Chemistry, Internetedition, 7th Edition, 2003.
Durch Einsatz von Additiven können die Eigenschaften der Pigmentgranulate vorteilhaft beeinflusst werden, so dass der Einsatzbereich für die Pigmentgranulate erweitert werden kann.
Insbesondere bevorzugt enthalten die Pigmentgranulate Netzmittel, z. B. Silikone, Silane und/oder Fluortenside.
Der Anteil an Additiv im Pigmentgranulat kann 0,05–10 Gew.% bezogen auf das Granulat betragen. Beispielsweise ist auch ein Anteil von 0,1–10 Gew.%, insbesondere von 0,1–5 Gew.% und gegebenenfalls von 0,1–5 Gew.% möglich. Bevorzugt ist ein Anteil von 0,5–5 Gew.%.
In Pigmentgranulaten kann Trägermaterial, Haftvermittler und elektrisch leitfähiges Pigment in einem Gewichtsverhältnis von 8:1:1 bis 9,5:0,25:0,25 vorliegen. Bevorzugt beträgt das Gewichtsverhältnis von 8,5:0,5:1.

Des Weiteren können Pigmentgranulate bevorzugt enthalten

1–20	Gew.% eines oder mehrerer elektrisch leitfähiger Pigmente
80–90	Gew.% eines oder mehrerer Trägermaterialien
1–5	Gew.% Haftvermittler
0–5	Gew.% Additiv(e), vorzugsweise 1–5 Gew.% Additiv(e)

bezogen auf die Gesamtrezeptur des Pigmentgranulates, wobei der Gesamtanteil aller Komponenten im Pigmentgranulat 100 Gew.% beträgt.

Auch können Pigmentgranulate zumindest einen Füllstoff, zumindest einen Farbstoff und/oder zumindest ein Farbpigment enthalten, insbesondere solche, die im Kunststoff- und/oder Lackbereich üblich sind. Bezogen auf das Pigmentgranulat, wobei der Gesamtanteil aller Komponenten 100 Gew.% beträgt, kann der Anteil an Farbstoff, Farbpigment und/oder Füllstoff bis zu 10 Gew.% betragen.
Derartige Füllstoffe sind in den „Pigment + Füllstofftabellen" des Autors Lückert, erschienen im Vincentz-Verlag 2002, 6. Auflage, beschrieben, auf den Seiten 596–768.
Durch den Einsatz von zumindest einem Füllstoff, zumindest einem Farbstoff und/oder zumindest einem Farbpigment sind gewünschte Eigenschaften, wie z. B. eine farbliche Tönung, des Pigmentgranulats gezielt einstellbar. Damit können die leitfähigen Granulate farblich an die Erfordernisse in der Anwendung angepasst werden. Vorteilhaft ist z. B. der Zusatz von Weißpigmenten oder Füllstoffen, wenn eine helle Farbe in der Anwendung benötigt wird.
In einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung von Pigmentgranulaten vorgeschlagen, bei dem zumindest ein elektrisch leitfähiges Pigment und zumindest ein Trägermaterial mit mindestens einem Haftvermittler und ggf. mindestens einem Additiv, Füllstoff, Farbstoff und/oder Farbpigment gleichzeitig oder nacheinander miteinander gemischt werden.
Pigmentgranulate lassen sich relativ leicht herstellen. Als mögliches Herstellverfahren sind die schonende Mischung der einzelnen Komponenten, umfassend ein elektrisch leitfähiges Pigment, Trägermaterial, Haftvermittler, ggf. Farbmittel und/oder weitere Additive, und eine anschließende Rotogranulierung zu nennen. In diesem Fall werden die zu mischenden Komponenten mit einem Mischer, in den man das Trägermaterial, den Haftvermittler und ggf. Additive und das elektrisch leitfähige Pigment oder die Mischung aus elektrisch leitfähigen Pigmenten und optional weitere organische und/oder anorganische Pigmente vermischt. Im nächsten Schritt werden auf einem horizontal rotierenden Pelletierteller die Granulate auf die vorgesehene Teilchengröße hin verrundet. Zuletzt erfolgt die schonende Trocknung der Rohgranulate in einer Wirbelschicht, z. B. in einem Fließbett- oder Wirbelschichttrockner. Bevorzugt ist jedoch die Ausführung in einem Wirbelschichttrockner.
Die Reihenfolge der Zugabe von elektrisch leitfähigem Pigment, Haftvermittler und Trägermaterial ist variabel und kann beispielsweise auch in der Weise erfolgen, dass das elektrisch leitfähige Pigment vorgelegt wird und nachfolgend mit dem Haftvermittler, dem Trägermaterial und ggf. Additiven und/oder Farbmittel, gemischt wird. Diese Ausführungsweise ist insbesondere bevorzugt.
Ebenfalls ist es möglich, dass man das elektrisch leitfähige Pigment, das Trägermaterial und ggf. Additive vorlegt, und anschließend mit den Haftvermittler zusetzt.
In den erfindungsgemäßen Pigmentgranulaten liegen die elektrisch leitfähigen Pigmente, das Trägermaterial und der Haftvermittler sowie ggf. Additive miteinander gemischt vor. Vorzugsweise wird das Trägermaterial mit dem elektrisch leitfähigen Pigment durch den Haftvermittler zumindest partiell oder vollständig beschichtet oder umhüllt. Eine vollständige Umhüllung und ”Verklebung” des Trägermaterials mit dem elektrisch leitfähigen Pigment ist ganz besonders bevorzugt.
Als weiterer Aspekt der Erfindung wird die Verwendung des Pigmentgranulats in Druckfarben, Farben, Lacken, Pulverlacken, Oberflächenbeschichtungen, Kunststoffanwendungen und/oder Kunststoffen vorgeschlagen. Besonders bevorzugt ist dabei die Verwendung von den erfindungsgemäßen Pigmentgranulaten in Fußböden und/oder als PVC-Belag.
Als weiterer Aspekt der Erfindung wird eine Oberflächenbeschichtung mit einem Pigmentgranulat vorgeschlagen, wobei das Pigmentgranulat ein Trägermaterial aufweist, das mittels eines Haftvermittlers mit zumindest einem elektrisch leitfähigen Pigment beschichtet ist.
Vorteilhaft kann durch die erfindungsgemäßen Pigmentgranulate eine helle Oberflächenbeschichtung ausgebildet werden. Diese helle Oberflächenbeschichtung ist zudem leitfähig, abriebfest und aufgrund der Verwendung von nur einem geringen Anteil von elektrisch leitfähigem Pigment dementsprechend kostengünstig. Eine derartige Oberflächenbeschichtung kann bevorzugt auf einem der folgenden Elemente auf gebracht sein: ein Fußboden, ein Garagenfußboden, ein Fußboden im medizinischen Bereich, ein Fußboden in Laboratorien, ein Fußboden in Werkstätten oder Montagehallen, ein Fußboden in der Chipproduktion oder dergleichen.
Bevorzugt ist die Oberflächenbeschichtung weiß bis hellgrau und gegebenenfalls farblich getönt, gemäß dem RAL-Farbenbereich.
Die Oberflächenbeschichtung kann einen Ableitfähigkeitswert von 10³ bis 10⁹ Ohm aufweisen.
Die nachfolgenden Beispiele sollen die Erfindung näher erläutern, ohne sie jedoch zu begrenzen.
Beispiele
Beispiel 1: Herstellung leitfähiger Pigmentgranulate enthaltend PVC
Zur Herstellung des erfindungsgemäßen Pigmentgranulats ist eine homogene Durchmischung zu gewährleisten. Die Mischung wird mit Hilfe eines Eirich R02-Mischers hergestellt.
Dazu werden 1000 g spharisches, 1 mm-PVC-Granulat (Fa. Geerkens Rohstoff GmbH, Willich, Deutschland) und 110 g Minatec^® 60 CM (Glimmerplättchen beschichtet mit Antimonoxid + Zinnoxid; Fa. Merck KGaA) im Mischbehälter vorgelegt und 3 min in Reglerstellung 1 für Teller und Wirbler des Eirich R02-Mischers gemischt. Danach werden langsam unter Rühren, 65 g einer wässrigen Polycarbonat/Polyurethan-Dispersion (Fa. Alberdingk & Boley, Krefeld, Deutschland, Festkörpergehalt: 37–39%, pH-Wert: 7,5–9, Reißdehnung = 200%) dem zuvor hergestellten Kunststoff/Pigment-Gemisch zugegeben und homogen bei der Reglerstellung 1 des Eirich R02-Mischers Eirich R02-Mischers 1 für Teller und Wirbler 1 min lang vermischt.
Die so hergestellte feuchte Kunststoff-/Pigment-/Polymer-Mischung, wird auf einem Eirich Pelletierteller TR 04 pelletiert. Dort wird auch die Größenverteilung eingestellt.
Hierzu werden 200 g frisch hergestelltes Granulat auf den Teller gegeben und bei 200–350 U/min und einem Neigungswinkel von 30–40° die Sollkorngröße eingestellt. Ist die Sollkorngröße eingestellt, wird mit dem portionsweisen Eintrag der Gesamtmenge, des wasserfeuchten Pigment/Haftvermittler/Kunststoff-Batches, begonnen.
Die Sollgröße wird besonders von der Dimension (Größenausdehnung in mm) der eingesetzten Kunststoffgranulate gesteuert und soll im vorgegeben Versuch auf 2 +/– 0,5 mm anwachsen.
Hierbei werden Portionen zwischen 50–100 g eingetragen, welche innerhalb kurzer Zeit zugegeben werden können (1 kg ca. 10–15 min).
Gröbere Aggregate sammeln sich in der Mitte der beim Pelletieren entstehenden ” Materialfluss-Niere”. Diese werden mit einer kleinen Schaufel aufgenommen, von Hand zerkleinert und wieder zugegeben.
Die feuchte, granulierte Mischung wird bei 40–60°C, in einem Wirbelschichttrockner, 10–30 min. getrocknet. Die so hergestellten Granulate werden über ein Sieb der Maschenweite 3,55 mm schutzklassiert.
Das so erhaltene Pigmentgranulat ist abriebfest und formstabil.
Beispiel 2: Herstellung von Weich-PVC-Presslingen
Die hergestellten Presslinge A, B, C, D haben die folgenden Maße: Länge: 20 cm; Breite: 15 cm; Dicke: 5 mm.
Herstellung Pressling A:
90 g PVC-Granulat Decelith 76000 (PCW, Eilenburg, Deutschland) + 90 g Granulat aus Beispiel 1 werden bei 145°C für 2,5 min auf einer Collin-Thermo-Presse bei 80 bar Druck verpresst und anschließend 2 min abgekühlt.
Herstellung Pressling B:
95 g PVC-Granulat Decelith 76000 (PCW, Eilenburg, Deutschland) + 95 g Granulat aus Beispiel 1 werden bei 145°C für 2,5 min auf einer Collin-Thermo-Presse bei 80 bar Druck verpresst und anschließend 2 min abgekühlt.
Herstellung Pressling C:
150 g PVC-Granulat Decelith 76000 (PCW, Eilenburg, Deutschland) + 50 g Granulat aus Beispiel 1 werden bei 145°C für 2,5 min auf einer Collin-Thermo-Presse bei 80 bar Druck verpresst und anschließend 2 min abgekühlt.
Herstellung Pressling D (Vergleichsversuch):
150 g PVC-Granulat Decelith 76000 (PCW, Eilenburg, Deutschland) + 50 g Minatec^® 60CM (Fa. Merck KGaA) werden bei 145°C für 2,5 min, auf einer Collin-Thermo-Presse bei 80 bar Druck verpresst und anschließend 2 min abgekühlt.
Beispiel 3: Vermessung der Weich-PVC-Presslinge A, B, C, D
Die Bestimmung der Oberflächenwiderstände erfolgt nach DIN-EN-61340-2-3, "Elektrostatik" vom Dezember 2000. Der visuelle Farbeindruck der Beschichtung wird ermittelt.

Pressling Farbe Einsatzkonzentration Oberflächenwiderstand R

[%] [kΩ]

A hellgrau 4,50 20,0

B hellgrau 4,50 15,0

C hellgrau 2,25 5,7

D hellgrau 25,00 5,3
Dabei ist unter der Einsatzkonzentration [%] der prozentuale Anteil an leitfähigem Pigment in 100 g Gesamtrezeptur leitfähiger PVC-Fußbodenmasse zu verstehen.
Die Versuchsreihe zeigt, dass durch erfindungsgemäße Pigmentgranulate bei ungefähr gleichbleibendem Oberflächenwiderstand der prozentuale Anteil an elektrisch leitfähigem Pigment um einen Faktor > 10 verringert werden kann. Zudem nimmt die Färbung des Presslings mit steigendem Pigmentanteil zu, so dass Pressling C den hellsten Farbton aufweist, gefolgt von A und B. Pressling D weist den dunkelsten Farbton auf.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

DE 69525902 T2 [0005]
DE 4212950 A1 [0006, 0021]
US 3087828 [0019]
US 3087829 [0019]
EP 14382 [0019]
EP 68311 [0019]
EP 265820 [0019]
EP 268072 [0019]
EP 283852 [0019]
EP 139557 A [0020]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

DIN 66165-Teil 2 [0039]
ASTM 0281-95 [0041]
DIN 66165-2 [0041]
„Industrielle Organische Pigmente” der Autoren Hunger/Herbst, erschienen im VCH-Verlag 1995, auf den Seiten 633–640 [0044]
„Pigment + Füllstofftabellen” des Autors Lückert, erschienen im Vincentz-Verlag 2002, 6. Auflage [0045]
DIN 66165-2 [0047]
Lackrohstofftabellen, Vincentz-Verlag, 10. Auflage, Auflage 2000, Seiten 62–622 [0070]
Saechtling, Kunststoff Taschenbuch, 27. Ausgabe, Carl Hanser Verlag oder gibt R. Wolf in ”Plastics, Additives” in Ullmann's, Encyclopedia of Industrial Chemistry, Internetedition, 7th Edition, 2003 [0076]
„Pigment + Füllstofftabellen” des Autors Lückert, erschienen im Vincentz-Verlag 2002, 6. Auflage, beschrieben, auf den Seiten 596–768 [0083]
DIN-EN-61340-2-3, ”Elektrostatik” vom Dezember 2000 [0110]

Claims

Pigmentgranulate, dadurch gekennzeichnet, dass sie auf zumindest einem Trägermaterial basieren, das mittels zumindest eines Haftvermittlers mit zumindest einem elektrisch leitfähigen Pigment beschichtet ist.
Pigmentgranulate nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein elektrisch leitfähiges Pigment ausgewählt ist aus der Gruppe: – trägerfreie oder trägerhaltige Metalloxid-haltige Pigmente – trägerfreie oder trägerhaltige Metall-haltige Pigmente – leitfähige Polymere – Graphit – Carbon-Nanotubes – Nanosilber, oder – eine beliebige Mischung dergleichen.
Pigmentgranulate nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein trägerfreies oder trägerhaltiges metalloxidhaltiges Pigment ein zinnoxidhaltiges Pigment ist.
Pigmentgranulate nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an elektrisch leitfähigem Pigment im Pigmentgranulat 0,1–20 Gew.% beträgt.
Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Trägermaterial nicht-plättchenförmig, insbesondere sphärisch, ausgebildet ist.
Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Trägermaterial elektrisch leitfähig ausgebildet ist.
Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Trägermaterial ein Polymerpartikel, eine Glasvollkugel, eine Glashohlkugel, ein amorphes oder kristallines Siliziumdioxid, ein keramisches Mahlgranulat und/oder eine keramische Vollkugel, ein Steatit-Mahlgranulat und/oder eine Steatit-Mahlvollkugel ist.
Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein Trägermaterial Partikelgrößen von 0,01–100 mm aufweist.
Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 8, gekennzeichnet, dass der Anteil an Trägermaterial bezogen auf das Pigmentgranulat 80–99 Gew.% beträgt.
Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Pigmentgranulat das Gewichtsverhältnis von Trägermaterial zu elektrisch leitfähigem Pigment von 1:5 bis 50:1 beträgt.
Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Haftvermittler ausgewählt ist aus der Gruppe – Ethylen-Acrylsäure-Emulsion (EAA) – chlorierte oder nicht-chlorierte Polypropylendispersion – chlorierte oder nicht-chlorierte Polyethylendispersion – Wachsemulsion – Polyurethan-Dispersion.
Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Anteil an Haftvermittler bezogen auf das Pigmentgranulat 0,05–20 Gew.% beträgt.
Pigmentgranulat nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass das Pigmentgranulat 1–20 Gew.% eines oder mehrerer elektrisch leitfähiger Pigmente 80–90 Gew.% eines oder mehrerer Trägermaterialien 1–5 Gew.% Haftvermittler 0–5 Gew.% Additiv(e)

bezogen auf die Gesamtrezeptur des Pigmentgranulates enthält, wobei der Gesamtanteil aller Komponenten im Pigmentgranulat ≤ 100 Gew.% beträgt.
Verfahren zur Herstellung von Pigmentgranulaten nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass zumindest ein elektrisch leitfähiges Pigment und zumindest ein Trägermaterial mit mindestens einem Haftvermittler und ggf. mindestens einem Additiv, Füllstoff, Farbstoff und/oder Farbpigment gleichzeitig oder nacheinander miteinander gemischt werden.
Verwendung des Pigmentgranulats nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13 in Druckfarben, Farben, Lacken, Pulverlacken, Oberflächenbeschichtungen, Kunststoffanwendungen und/oder Kunststoffen.
Oberflächenbeschichtung mit einem Pigmentgranulat, insbesondere nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 13, wobei das Pigmentgranulat ein Trägermaterial aufweist, das mittels eines Haftvermittlers mit zumindest einem elektrisch leitfähigen Pigment beschichtet ist.
Oberflächenbeschichtung nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Oberflächenbeschichtung einen Ableitwert von 10³ bis 10⁹ Ohm aufweist.