DE10006538A1

DE10006538A1 - Verfahren zur Beschichtung von Substratoberflächen mit LCST-Polymeren

Info

Publication number: DE10006538A1
Application number: DE2000106538
Authority: DE
Inventors: Thadeus Schauer; Marc Entenmann; Claus D Eisenbach
Original assignee: Forschungsinstitut fur Pigmente und Lacke eV
Current assignee: Fraunhofer Gesellschaft zur Forderung der Angewandten Forschung eV
Priority date: 2000-02-15
Filing date: 2000-02-15
Publication date: 2001-09-06
Anticipated expiration: 2020-02-16
Also published as: JP2003523441A; CN1271147C; US20030012954A1; KR20020093804A; MXPA02007877A; MX255924B; AU2001242406A1; US6686046B2; EP1255792A1; CN1400990A; IN2002KO00920A; DE10006538C2; BR0108337A; WO2001060926A1

Abstract

Um Pigmentpartikel so behandeln zu können, daß sie als dispergierte Teilchen in flüssigen Medien, wie zum Beispiel in Lacken, stabilisiert werden, wird ein Verfahren zur Beschichtung von Pigmentpartikeln mit LCST-Polymeren vorgeschlagen, das gekennzeichnet ist durch die Schritte a) Lösen eines LCST-Polymeren in einem Lösemittel bei einer Temperatur unterhalb der LCST; b) Mischen der in Schritt a) erhaltenen Lösung mit den zu beschichtenden Pigmentpartikeln; und c) Erhöhen der Temperatur der in Schritt b) erhaltenen Mischung bis zum Einsetzen der Ablagerung von LCST-Polymeren auf den Pigmentpartikeloberflächen oder darüber hinaus.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beschichtung von Substratoberflächen mit LCST-Polymeren, insbesondere die Be schichtung von Pigmentpartikeln und insbesondere die irrever sible Beschichtung von Substratoberflächen ganz allgemein.

LCST-Polymere sind Polymere, die bei niedrigen Temperaturen in einem Lösemittel löslich sind und bei Erhöhung der Temperatur und Erreichen der sogenannten LCST (lower critical solution temperature) aus der Lösung als gesonderte Phase abgeschieden werden.

Eine Definition hierzu findet sich insbesondere in der Monogra phie "Polymere" von Hans-Georg Elias, Hüthig und Wepf-Verlag, Zug, 1996, Seiten 183 bis 184.

Pigmente sind feinteilige partikelförmige Materialien, die in einem Träger- oder Matrixmaterial eingemischt die Farbgebung beeinflussen oder bestimmen. Aus Kostengründen werden die Pig mente in möglichst geringen Mengen eingesetzt. Aufgrund von Wechselwirkungskräften kommt es insbesondere beim Einarbeiten der Pigmentpartikel in das Träger- oder Matrixmaterial zu Ag glomerationserscheinungen, so daß die Zahl der für die Farbge bung zur Verfügung stehenden Partikel vermindert wird. Das Auflösen der Agglomerate gestaltet sich zum Teil sehr schwierig oder mindestens langwierig. Will man dennoch einen gewünschten Farbton innerhalb akzeptabler Zeit und mit vertretbarem Aufwand erzielen, bleibt als Alternative nur die Erhöhung der Pigment zugabe.

Andererseits weisen die Pigmentpartikel, insbesondere von anor ganischen Pigmenten, eine wesentlich höhere Dichte auf als das in der Regel organische Träger- oder Matrixmaterial, so daß bei längerem Ruhen von Pigmentdispersionen Sedimentationseffekte beobachtet werden.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, Pigmentpartikel so zu behandeln, daß sie als dispergierte Teilchen in flüssigen Medien, wie zum Beispiel in Lacken, stabilisiert werden.

Erfindungsgemäß werden die Pigmentpartikel mit einer Beschich tung mit LCST-Polymeren versehen, wobei dies dadurch geschieht, daß zunächst ein LCST-Polymer in einem Lösemittel bei einer Temperatur unterhalb LCST gelöst wird, die Pigmentpartikel mit der so erhaltenen Lösung gemischt werden und dann die Tempera tur der so erhaltenen Mischung bis zum Einsetzen von Ablagerung von LCST-Polymer auf den Pigmentpartikeloberflächen und gegebe nenfalls darüber hinaus erhöht wird.

LCST-Polymere sind insbesondere dazu geeignet, vollständige Um hüllungen von Teilchen zu bilden, ohne dabei die Farbe der Pig mente selber zu beeinflussen, da die LCST-Polymere im sichtba ren Bereich vollständig transparent sind.

Erstaunlicherweise läßt sich nicht nur eine Stabilisierung der Teilchen in flüssigen Medien, wie beispielsweise Lacken oder dergleichen, erzielen, sondern überraschend wurde gefunden, daß die Farbstärke der Pigmente voll erhalten bleibt, da aufgrund der Beschichtung mit LCST-Polymeren keine Agglomeration der feinen Pigmentteilchen erfolgt.

Ferner hat es sich erwiesen, daß aufgrund der Beschichtung der Partikel mit LCST-Polymer eine bessere Kompatibilität der Teil chen mit dem Trägermedium oder einer Matrix erzielt werden kann, d. h. die Teilchen unabhängig von ihrer Natur an wäßrige oder aber auch an organische Medien angepaßt werden können.

Ferner wurde überraschend gefunden, daß die Beschichtung der Pigmentpartikel mit LCST-Polymer darüber hinaus einen Schutz gegen mechanische Beschädigung bei Scherbelastungen, wie z. B. dem Extrudieren, bieten.

Die Pigmentpartikel werden der Lösung des LCST-Polymeren ver zugsweise als Dispersion zugemischt, wobei bevorzugt dasselbe Lösemittel wie das der LCST-Polymerlösung zum Einsatz kommt und die Temperatur der Dispersion unter die LCST abgesenkt wird.

Besonders bevorzugt werden die LCST-Polymerbeschichtungen als vollständige Umhüllung der Pigmentpartikel vorgenommen.

Die Schichtdicken der LCST-Polymerbeschichtungen liegen bevor zugt bei ≧ 20 nm, weiter bevorzugt bei ≧ 25 nm und besonders bevorzugt bei ≧ 50 nm.

Eine besonders homogene Beschichtung von Oberflächen erhält man dann, wenn man zyklisch das zu beschichtende Material in der Mischung mit der LCST-Polymerlösung nach dem erstmaligen Erwär men auf eine Temperatur oberhalb der LCST ein- oder mehrfach abkühlt und wieder erwärmt.

Besonders bevorzugt wird das Verfahren der Beschichtung so durchgeführt, daß nach der Ausbildung der Beschichtung oder bei Ausbildung der Beschichtung die LCST-Polymere auf der Oberflä che der damit zu beschichtenden Substrate immobilisiert werden.

Für die Immobilisierung eignen sich mehrere Verfahren, die eine Vernetzung oder Verankerung der Beschichtung auf der Substrat oberfläche zur Folge haben. Diese Vernetzung oder Verankerung kann durch geeignete Modifizierungen des Polymers und/oder des Substrats zustandekommen, wodurch es zur Ausbildung von chemi schen Bindungen zwischen den einzelnen Polymerketten (Vernet zung) und/oder zwischen Substrat und LCST-Polymer kommt. Als Beispiele für eine geeignete Modifizierung der LCST-Polymere wäre die Einführung von Säurechlorid- bzw. von Chloroformiat gruppen zu nennen, da dadurch eine Reaktion mit OH, NH-Gruppen im Polymer (Vernetzung) bzw. mit OH-, NH-Gruppen an der Sub stratoberfläche (Verankerung) möglich wird.

Eine weitere Möglichkeit zur Immobilisierung der LCST-Polymer schicht besteht auch im thermodynamischen Sinne, indem entweder das LCST-Polymer mit stark mit der Substratoberfläche wechsel wirkenden Gruppen (ionische, polare, unpolare Wechselwirkungen) modifiziert wird oder indem eine möglichst tiefliegende LCST des Polymeren angestrebt wird.

Aus der Literatur sind Reaktionen bekannt, bei denen Polymere durch sogenannte Grafting-from-Verfahren an Oberflächen ange bunden werden. Diese Grafting-from-Reaktionen können durch Ein führung von bestimmten Gruppen auf der Oberfläche ausgelöst werden. Je nach Modifizierung der Oberfläche werden dann Mono mere auf die Oberfläche radikalisch, kationisch oder anionisch aufpolymerisiert (siehe: K. Fujiki, N. Tsubokawa, Y. Sone, Po lym. J. 22).

Das Polymer kann jedoch auch radikalisch an die Oberfläche auf gepfropft werden (siehe T. Tsubokawa, A. Naitoh, J. Jpn. Soc. Colour Mater. 72 (8) (1999) 475).

Nachteilig bei dieser Technik ist, daß das Grafting-from-Ver fahren eine funktionalisierte Oberfläche voraussetzt, die nicht bei allen Substraten gegeben ist oder geschaffen werden kann.

Die eventuell zusätzlich notwendige Funktionalisierung der Oberfläche bedeutet aber einen zusätzlichen Verfahrensschritt.

Darüber hinaus ist dann in Gegenwart der Substrate die an schließende Polyreaktion durchzuführen, die ihrerseits ganz be stimmte Reaktionsbedingungen, wie Temperatur, Lösemittel etc., erfordern, was häufig zu einer mindestens partiellen Flokula tion der Substratteilchen führt. Statt einer Beschichtung von einzelnen Substratpartikeln erhält man dann beschichtete Floku late.

Der Vorteil des vorliegenden Verfahrens liegt in der generellen Möglichkeit zur Modifizierung von Oberflächen unterschiedlich ster Art unter Ausbildung von dicken Polymerschichten. Durch geeignete Wahl von LCST-Polymeren mit guten Ankergruppen und einer möglichst niedrigen LCST wird das Polymere thermodyna misch auf der Substratoberfläche immobilisiert, so daß oftmals auf eine zusätzliche Vernetzung oder Verankerung verzichtet werden kann.

Bei der Auswahl der LCST-Polymere wird darauf geachtet, daß der Temperaturunterschied zwischen Raumtemperatur und der LCST mög lichst groß ist, d. h. die Temperaturdifferenz liegt bevorzugt bei ≧ 10°C, weiter bevorzugt bei ≧ 15°C. Die LCST liegt des halb bevorzugt bei ≦ 15, weiter bevorzugt ≦ 10°C.

Besonders geeignete Substrate sind auch Füllstoffe für Kunst stoffe und Lacke, die in Partikelform vorliegen und im Endpro dukt möglichst fein und gleichmäßig verteilt vorliegen sollen. Auch hier eignet sich dieses Verfahren zur Verbesserung der Ei genschaften dieser Füllstoffe, indem die Füllstoffpartikel ein zeln erhalten bleiben und keine Agglomerationen eingehen und sich darüber hinaus gleichzeitig an die Kunststoffmatrix bzw. das Lackmedium bzw. den Lackträger anpassen lassen.

Eine weitere besonders wichtige Anwendung der vorliegenden Er findung liegt in der Beschichtung von Halbleiterwafern als Substrat mit LCST-Polymeren.

Wahlweise kann die Oberfläche der Halbleiterwafer bereichsweise oder vollflächig mit abgelagerten LCST-Polymeren hydrophobiert oder aber auch hydrophilisiert werden.

Somit eignet sich das erfindungsgemäße Verfahren auch, um Mas ken auf Oberflächen von Halbleiterwafern zu erzielen, indem ge zielt LCST-Polymere mit hydrophilem und/oder hydrophobem Cha rakter auf der Oberfläche abgelagert und immobilisiert werden.

Gegenstand der vorliegenden Erfindung sind somit nicht nur das erfindungsgemäße Verfahren, sondern auch Pigmente mit einer Be schichtung aus einem LCST-Polymeren, die die vorgenannten Vor teile aufweisen. Daneben gehören in den Bereich der Erfindung auch Füllstoffe, die an ihrer Oberfläche eine LCST-Polymerbe schichtung aufweisen und insbesondere aber auch Halbleiterwa fer, welche eine Oberflächenbeschichtung aus immobilisierten LCST-Polymeren umfassen.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung besonders geeig nete LCST-Polymere sind beispielsweise:

- Polyethylenoxid(PEO)-Derivate
- Polypropylenoxid(PPO)-Derivate
- Poly(N-isopropylacrylamid)
- Ethyl(hydroxyethyl)-cellulose
- Poly(N-vinylcaprolactam) und
- Poly(methylvinylether).

Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden im folgenden anhand von Beispielen und der Zeichnung noch näher erläutert. Es zeigen im einzelnen:

Fig. 1 Quasiadsorptionsisothermen für ein LCST-Polymer auf verschiedenen Pigmenten;

Fig. 2 Kompatiblitätsverbesserung bei Cu-Phthalocya ninblau-Pigmenten in Acrylat-Bindemitteln mit tels erfindungsgemäßer LCST-Beschichtung;

Fig. 3 erfindungsgemäßer Stabilisierungseffekt von LCST-Polymeren auf Pigmente; und

Fig. 4 erfindungsgemäßer Effekt von LCST-POlymeren auf die Farbstärke von Pigmenten.

In den folgenden Beispielen 1 bis 3 werden anhand verschiedener Pigmente die erfindungsgemäße Beschichtung mit einem LCST-Poly meren und deren Effekte aufgezeigt.

Heispiel 1

Ein PEO-PPO-PEO Blockcopolymeres mit einem Molekulargewicht von 4.000 g/mol und einem LCST-Wert von 8°C (erhältlich von der Firma Aldrich) als LCST-Polymeres wird in destilliertem Wasser bei ca. 5°C mit einer Konzentration von ca. 10 Gew.-% in Lösung gebracht. Diese Lösung wird auf ca. 1°C temperiert.

Parallel dazu wird eine 1 vol.% Dispersion eines Titandioxid pigments (Kronos 2310 der Firma Kronos International) herge stellt, wobei 6,8 g des Pigments mit 400 g Glasperlen (Durch messer 3 mm) und 168 g destilliertem Wasser in einem Weithals kolben aus Polypropylen eingewogen und ca. 30 min. in einer Scandex-Schüttelmaschine dispergiert werden. Die Dispersion (Pigment in Wasser) wird von den Glasperlen abgesiebt und mit einem Magnetrührer weitergerührt. Die Pigmentdispersion wird auf ca. 1°C temperiert.

Zu der abgekühlten Pigmentdispersion wird unter fortgesetztem Rühren die temperierte Polymerlösung zugegeben, bis der Poly meranteil in der Mischung 5 Gew.-%, bezogen auf die Pigmentein waage, beträgt.

Nach 2 h weiterer Temperierung auf 1°C wird die Dispersion auf Raumtemperatur (23°C) erwärmt und auf dieser Temperatur für 15 min. gehalten.

Dieser Vorgang, d. h. Abkühlen der Mischung auf 1°C (2 h) und Erwärmen auf Raumtemperatur (15 min.), wird noch viermal wie derholt. Das so belegte Pigment wird bei 1°C abfiltriert, mit destilliertem Wasser mit Raumtemperatur gespült und anschlie ßend an Luft bei Raumtemperatur getrocknet.

Durchführung der ESA (electrokinetic sonic amplitude) Messun gen

Die ESA-Methode stellt eine relativ neue Methode zur Charakte risierung von Partikeloberflächen dar (R. W. O'Brien, D. W. Camron, W. N. Rowlands, J. Colloid Interface Sci. 173 (1985), 406):

Wird ein hochfrequentes elektrisches Wechselfeld an eine Parti keldispersion angelegt, so führen die Teilchen eine dem äußeren elektrischen Feld entsprechende Bewegung aus. Aufgrund einer Dichtedifferenz zwischen wäßrigem Medium und Partikel kommt es an den Phasengrenzen des wäßrigen Mediums zur Generierung einer Schallwelle, die zur Erregerwelle des elektrischen Feldes je doch eine Phasenverschiebung aufweist. Diese Phasenverschie bung, sowie auch die Amplitude dieser Schallwelle (ESA), ist eine direkte Funktion der Mobilität µ der Partikel, wobei die dynamische Mobilität wiederum von der Erregerfrequenz, sowie von Partikeleigenschaften wie Zeta-Potential und Teilchengröße, abhängt. Wird nun die dynamische Mobilität µ eines Teilchens, das eine adsorbierte Polymerschicht aufweist, durch die Mobili tät µ₀ des Teilchens ohne Polymer-Belegung geteilt, so erhält man eine relative Teilchen-Mobilität µ/µ₀, die ein qualitatives Maß für die adsorbierte Polymerschichtdicke darstellt.

Aufnahme von Quasiadsorptionsisothermen für ein LCST-Poylmer auf einer Titandioxidoberfläche unter Anwendung der ESA-Metho de

Es wird eine 1 vol.%ige Titandioxid-Pigment-Dispersion wie oben beschrieben hergestellt. Die Dispersion wird unter Rühren auf 23°C temperiert. Nun werden 400 g der Dispersion in die ESA- Meßzelle eingewogen, unter Zugabe einer gesättigten Kaliumni trat-Lösung (23°C) und einer einmolaren KOH- bzw. einer einmo laren Salpetersäurelösung (ebenfalls 23°C) auf pH 8,5 und auf eine Leitfähigkeit von 500 µS/cm eingestellt. Es folgt die Mes sung der dynamischen Mobilität der Titandioxidteilchen ohne Po lymerbelegung bei 0,5 MHz Anregerfrequenz. Für die LCST-Poly merzugabe unterhalb der LCST-Temperatur wird die Dispersion in ein temperiertes Gefäß überführt und unter Rühren auf 2°C ab gekühlt. Es werden 100 µl LCST-Polymer-Lösung (10 Gew.-%ig) zu gegeben und nach 5 min. auf 23°C erwärmt. Die Suspension wird wieder in die ESA-Meßzelle gefüllt und die dynamische Mobilität erneut bei 0,5 MHz gemessen.

Der erhaltene relative Mobilitätswert µ/µ₀ wird sodann gegen die zugegebene Polymermenge aufgetragen (Fig. 1, Kurve 1).

Beispiel 2

Analog zu Beispiel 1 werden Fe₂O₃-Pigmente (Bayferrox 120 FS der Firma Bayer AG) unter denselben Bedingungen und denselben Mengenverhältnissen mit demselben LCST-Polymeren beschichtet.

Die µ/µ₀-reduzierte dynamische Mobilität der beschichteten Pig mentteilchen wurde analog Beispiel 1 bestimmt. Die Daten sind graphisch in Fig. 1 (Kurve 2) dargestellt.

Beispiel 3

Analog Beispiel 1 werden Cu-Phthalocyaninblau-Pigmentteilchen (Heliogen Blau der Firma BASF AG) mit demselben LCST-Polymeren beschichtet, wobei die Mengenverhältnisse für die Beschichtung der Partikel gleich waren.

Die µ/µ₀-reduzierte dynamische Mobilität der beschichteten Pig mentteilchen wurde analog Beispiel 1 bestimmt. Die Daten sind graphisch in Fig. 1 (Kurve 3) dargestellt.

Aus den Beispielen 1 bis 3 und den dabei vorgenommenen ESA-Mes sungen wird deutlich (Fig. 1), daß das eingesetzte PEO-PPO- PEO-Copolymer als LCST-Polymer eine deutliche Wechselwirkung sowohl mit den anorganischen als auch den organischen Pigmenten eingeht. Für eine gute Wechselwirkung mit den Pigmentteilchen ist die Einhaltung der Temperaturgrenze (LCST) entscheidend.

Beispiel 4

Hier wurden analog dem Vorgehen in Beispiel 1 Cu-Phthalocymin blau-Pigmentpartikel (Heliogen Blau der Firma BASF AG) mit ei nem PEO-PPO-PEO-Blockcopolymeren M = 4.000 g/mol; LCST ca. 8°C (Pluronics der Firma BASF AG) beschichtet.

Organische Pigmente wie das hier verwendete Cu-Phthalocyamin blau zeigen in der Regel aufgrund ihrer relativ hydrophoben Oberfläche nur schwache Wechselwirkung mit stark polaren Sub stanzen, wie z. B. Bindemittelmolekülen auf Acrylsäurebasis.

Sind darüber hinaus, wie vorliegend, Pigment und Bindemittel mit derselben Polarität geladen, so kommt ein elektrostatischer Abstoßungseffekt hinzu, der mit der Stärke der gleichsinnigen Ladung zunimmt.

Diesen Fall repräsentiert der obere Kurvenverlauf von Fig. 2. Daraus ist ersichtlich, daß das verwendete Acrylat-Bindemittel als negativ geladener sogenannter Polyelektrolyt mit der eben falls stark negativ geladenen Pigmentpartikeloberfläche des Cu- Phthalocyninblau-Pigments keine Wechselwirkung zeigt, die redu zierte dynamische Mobilität µ/µ₀, nach der ESA-Methode bei 23°C in Wasser bestimmt, bleibt konstant.

Es wird eine 1 vol.%ige Pigmentdispersion analog Beispiel 1 hergestellt. Diese wird auf 23°C temperiert und durch Verwen dung von KOH- und KNO₃-Lösungen auf eine Leitfähigkeit von 2.500 µS/cm und einen pH-Wert von 8,5 eingestellt.

Für die Bestimmung der Wechselwirkung des Bindemittels mit der unmodifizierten Oberfläche wird eine 20 gew.%ige wäßrige Acry lat-Bindemittellösung (Viacryl SC 323w/70SBB, bisheriger Name: Resydrol WY 323, Vianova Resins, Firma Hoechst, Deutschland, ebenfalls auf pH 8,5 eingestellt) zutitriert und die relative Mobilität in Abhängigkeit von der zugegebenen Bindemittelmenge bestimmt (obere Kurve in Fig. 2). Für die Bestimmung der Wech selwirkung einer mit LCST-Polymer modifizierten Pigmentoberflä che mit Bindemittel wird die 1 vol.%ige Pigmentsuspension auf 2°C abgekühlt, 5 Gew.-% LCST-Polymerlösung (10 gew.%ige Poly merlösung in Wasser) zugegeben und nach 30 min. Temperierung auf 2°C die Temperatur auf 23°C erwärmt. Es wird eine 20 gew.%ige wäßrige Acrylat-Bindemittellösung (ebenfalls auf pH 8,5 eingestellt) zutitriert und die relative Mobilität in Abhängigkeit von der zugegebenen Bindemittelmenge bestimmt (un tere Kurve in Fig. 2).

Werden die Pigmentpartikel jedoch vor dem Inkontaktbringen mit dem Acrylat-Bindemittel erfindungsgemäß mit einem LCST-Polyme ren (hier das vorgenannte PEO-PPO-PEO-Polymere) an ihrer Ober fläche modifiziert, so zeigt sich eine wesentlich stärkere Wechselwirkung (unterer Kurvenverlauf der Fig. 2) und damit eine erheblich verbesserte Kompatibilität der dispergierten Pigmentpartikel mit einem bindemittelhaltigen Medium, bei spielsweise einem Acryllack.

Beispiel 5

Hier soll anhand von TiO₂-Pigmentpartikeln die stabilisierende Wirkung von LCST-Polymerbeschichtungen gezeigt werden:

TiO₂-Partikel wurden analog Beispiel 1 mit einem PEO-PPO-PEO- Blockpolymeren M = 9000 g/mol; LCST = ca. 9°C bei identischen Mengenverhältnissen und Temperaturbedingungen beschichtet.

Fig. 3 zeigt die Helligkeitswerte einer Schwarzausmischung (DIN 53 235, (1977), Prüfungen an Standardfarbtiefen-Proben, Standardfarbtiefen und Farbtiefenstandards) einer mit TiO₂ pig mentierten Lackschicht, wobei vergleichsweise die TiO₂-Pigment partikel, wie in der Industriepraxis herkömmlich, mit anorgani scher Nachbehandlung (Technische Information, Titandioxid-Pig mente in Industrielacken, Kronos International, Leverkusen) und organischer Nachbehandlung (Technische Information, Titandi oxid-Pigmente in Industrielacken, Kronos International, Lever kusen) eingesetzt werden. Der bei der anorganischen Nachbehand lung erhaltene Helligkeitswert wurde auf 100% gesetzt.

Demgegenüber erreicht das herkömmliche organische Nachbehand lungsverfahren deutlich geringere relative Helligkeitswerte.

Das erfindungsgemäß mit LCST-Polymeren behandelte Titandioxid- Pigment (wie in Beispiel 4) zeigt einen deutlich erhöhten Hel ligkeitswert Y. Dies ist ein Beweis für den besseren Disper gierzustand der Titandioxidteilchen oder, anders ausgedrückt, für einen verminderten Agglomerationsgrad.

Beispiel 6

Ähnlich wie in Beispiel 5 zeigen auch die im vorliegenden Bei spiel verwendeten Farbstärkemessungen einen verbesserten Dis pergierzustand der Pigmentteilchen (hier Cu-Phthalocyaninblau und Eisenoxid Bayferrox 120 FS) nach einer erfindungsgemäßen (analog Beispiel 4) Beschichtung mit LCST-Polymer. Besonders drastische Verbesserungen zeigen sich bei dem Eisenoxid-Pigment (vgl. Fig. 4). Die Messungen der relativen Farbstärke erfolg ten hier anhand von Weißausmischungen der Pigmente (EN ISO 8781-1, (1995), Verfahren zur Beurteilung des Dispergierverhal tens, Teil 1: Bestimmung der Farbstärkeentwicklung von Buntpig menten; DIN EN ISO 787-24, (1995), Allgemeine Prüfverfahren für Pigmente und Füllstoffe, Teil 24: Bestimmung der relativen Farbstärke von Buntpigmenten und des relativen Steuervermögens von Weißpigmenten-Photometrische Verfahren).

Claims

1. Verfahren zur Beschichtung von Pigmentpartikeln mit LCST- Polymeren, gekennzeichnet durch die Schritte

a) Lösen eines LCST-Polymeren in einem Lösemittel bei ei ner Temperatur unterhalb der LCST;
b) Mischen der in Schritt a) erhaltenen Lösung mit den zu beschichtenden Pigmentpartikeln;
c) Erhöhen der Temperatur der in Schritt b) erhaltenen Mischung bis zum Einsetzen der Ablagerung von LCST-Po lymeren auf den Pigmentpartikeloberflächen oder dar über hinaus.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Pigmentpartikel im wesentlichen vollständig mit einem LCST-Polymeren umhüllt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichtdicke der LCST-Polymerbeschichtung oder -umhüllung ≧ 20 nm, vorzugsweise ≧ 25 nm beträgt.

4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge kennzeichnet, daß das abgelagerte LCST-Polymere immobili siert wird.

5. Verfahren nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die LCST-Polymere mit funktionellen Endgruppen versehen wer den, welche eine im wesentlichen irreversible Adsorption an der Oberfläche der Pigmentpartikel erlauben.

6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die funktionellen Endgruppen aus Säurechloridgruppen und/oder Chloroformiatgruppen ausgewählt sind.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 6, dadurch ge kennzeichnet, daß die LCST-Polymere mit funktionellen Gruppen versehen werden, welche eine ionische oder chemi sche Bindung zu dem Pigmentmaterial ausbilden können.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch ge kennzeichnet, daß die LCST-Polymere mit funktionellen Gruppen versehen werden, welche nach der Ablagerung der LCST-Polymere auf den Pigmentpartikeln in einer Vernet zungsreaktion die Vernetzung der LCST-Polymere erlauben.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die funktionellen Gruppen so ausgewählt sind, daß sich die Vernetzungsreaktion mittels pH-Änderung der Lösung auslö sen läßt.

10. Verfahren nach einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die LCST-Polymere so ausgewählt wer den, daß deren LCST mindestens 10°C, vorzugsweise minde stens 15°C unterhalb der Raumtemperatur liegt.

11. Verfahren zur Stabilisierung von Dispersionen von Pigment partikeln in flüssigen Medien, dadurch gekennzeichnet, daß die Pigmentpartikel nach einem Verfahren gemäß einem der Ansprüche 1 bis 10 mit einem LCST-Polymeren beschichtet werden.

12. Verfahren zur irreversiblen Beschichtung von Substratober flächen mit LCST-Polymer, gekennzeichnet durch die Schritte

a) Lösen eines LCST-Polymeren in einem Lösemittel bei ei ner Temperatur unterhalb der LCST;
b) Mischen der in Schritt a) erhaltenen Lösung mit den zu beschichtenden Pigmentpartikeln;
c) Erhöhen der Temperatur der in Schritt b) erhaltenen Mischung bis zum Einsetzen der Ablagerung von LCST-Po lymren auf den Pigmentpartikeloberflächen oder darüber hinaus;
d) Immobilisierung der abgelagerten LCST-Polymere.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß die LCST-Polymere mit funktionellen Endgruppen versehen werden, welche eine im wesentlichen irreversible Adsorp tion an der Oberfläche des Substrates erlauben.

14. Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeich net, daß die funktionellen Endgruppen ausgewählt werden aus Säurechloridgruppen und/oder Chloroformiatgruppen.

15. Verfahren nach Anspruch 12, 13 oder 14, dadurch gekenn zeichnet, daß die LCST-Polymeren mit funktionellen Gruppen versehen werden, welche eine ionische oder chemische Bin dung zu der Substratoberfläche erlauben.

16. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch ge kennzeichnet, daß die LCST-Polymere mit funktionellen Gruppen versehen werden, welche nach Ablagerung der LCST- Polymeren auf der Substratoberfläche in einer Vernetzungs reaktion die Vernetzung der LCST-Polymeren erlauben.

17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß die funktionellen Gruppen so ausgewählt sind, daß sich die Vernetzungsreaktion mittels einer pH-Änderung der Lösung auslösen läßt.

18. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch ge kennzeichnet, daß als Substrat ein partikelförmiger Füll stoff für Kunststoffe oder Lacke verwendet wird.

19. Verfahren nach einem der Ansprüche 12 bis 17, dadurch ge kennzeichnet, daß als Substrat ein Halbleiterwafer verwen det wird.

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Halbleiterwafers mindestens bereichs weise mittels abgelagertem LCST-Polymeren hydrophobiert wird.

21. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche des Halbleiterwafers mindestens bereichs weise mittels abgelagertem LCST-Polymeren hydrophilisiert wird.

22. Verfahren zur Herstellung von Masken auf Oberflächen von Halbleiterwafern, gekennzeichnet durch die Schritte zum Ablagern von LCST-Polymeren gemäß einem der Ansprüche 12 bis 17.

23. Pigmente mit einer Beschichtung aus einem LCST-Polymeren.

24. Pigmente nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine Ablagerung von immobilisierten LCST-Po lymeren umfaßt.

25. Pigmente nach Anspruch 23 oder 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Beschichtung eine im wesentlichen vollständige Um hüllung mit einzelnen Pigmentpartikeln bildet.

26. Füllstoffe für Kunststoffe oder Lacke, dadurch gekenn zeichnet, daß sie eine irreversible Beschichtung mit LCST- Polymeren aufweisen.

27. Halbleiterwafer mit einer Oberflächenbeschichtung, welche immobilisierte LCST-Polymere umfaßt.