Fast jeder kennt das Phänomen, dass beim Gehen über einen Bodenbelag (z. B. Laminate, MMF und elastische Bodenbeläge) und dem anschließenden Griff zur Türklinke ein kleiner Funke überspringen kann.
Hierbei handelt es sich um eine elektrostatische Entladung. Sie entsteht, wenn sich durch Reibung und Trennung zweier Materialien elektrische Ladungen bilden. Die Stärke dieser Aufladung hängt von zahlreichen Faktoren ab, wie z.B. den Materialien der Reibpartner, dem Gang, der Kleidung oder den klimatischen Bedingungen. Besonders in trockener Raumluft, wie sie im Winter häufig auftritt, kann sich eine solche Aufladung deutlich verstärken. Unter ungünstigen Bedingungen können sich Personen auf Spannungen von bis zu 25 kV aufladen. Beim Entladen wird dies als unangenehmer oder sogar schmerzhafter Stromschlag wahrgenommen.
Derartige Entladungen sind nicht nur störend, sondern auch sicherheitsrelevant, insbesondere in öffentlichen Gebäuden, Laboren oder Industriebereichen, in denen sensible Geräte zum Einsatz kommen. Herkömmliche Bodenbeläge aus nichtleitenden Materialien wirken elektrisch isolierend und verhindern dadurch die Ableitung elektrostatischer Ladungen. Um elektrostatische Effekte zu reduzieren, werden bisher leitfähige Additive wie Industrieruß oder chemische Antistatika eingesetzt. Diese verlieren jedoch mit der Zeit durch Abnutzung, Migration oder chemische Veränderungen ihre Wirkung.
Hier setzt ein neues Forschungsprojekt des IHD an, dass seit Januar 2025 im Rahmen der BMWE-Förderrichtlinie INNO-KOM (Modul MF) durchgeführt wird. Das Ziel besteht in der Entwicklung geeigneter Beschichtungssysteme, bei denen Kupferpartikel chemisch in Polyurethan-(PU)-Bindemittel integriert werden. Aufgrund seiner hohen elektrischen Leitfähigkeit und antimikrobiellen Wirkung ermöglicht Kupfer die Herstellung von Beschichtungen, die dauerhaft antistatisch und zugleich hygienisch wirksam sind.
Durch die gezielte funktionelle Modifizierung der Bindemittel – konventionell, biobasiert oder nicht-isocyanatbasiert (NIPU) – sollen stabile chemische Bindungen zwischen Kupfer und Polymermatrix erzeugt werden. So wird eine gleichmäßige Verteilung des Kupfers und ein Oberflächenwiderstand von unter 10⁹ Ω angestrebt. Parallel dazu werden Trocknungs- und Vernetzungsverfahren (IR, UV, UV-LED, Excimer) optimiert, um die Haftung, den Glanz und die Oberflächenqualität zu verbessern.
Mit diesem Projekt leistet das IHD einen wichtigen Beitrag zur Entwicklung langlebiger, multifunktionaler und umweltfreundlicher Beschichtungssysteme für Fußbodenbeläge, die sowohl antistatisch als auch antimikrobiell wirken.
Ansprechpartner für das Projekt:
Lisa Kleber (lisa.kleber@ihd-dresden.de)
Petra Schulz (petra.schulz@ihd-dresden.de)