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Elektrisch leitfähiger Teppichbelag und
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Verfahren zu dessen Herstellung Die Erfindung betrifft ein flächenhaftes,
aus Fasermaterial bestehendes Gebilde, wie Teppiche, Wand- und Bodenbläge, Möbelbezüge
etc., wobei das Fasermaterial elektrisch leitende Fasern umfaßt, die untereinander
in Kontakt stehen oder bei Druck im Druckgebiet miteinander in Kontakt kommen, und
ein
Verfahren zur Herstellung eines solchen Gebildes.
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Bei Teppichböden, aber auch bei Wandbelägen und Möbelbezügen, insbesondere
wenn derartiges Material aus Kunststoffasern besteht oder solche Kunststoffasern
enthält, tritt sehr häufig das Problem der statischen Aufladung des Materials selbst
oder von Personen, die in Berührung mit dem Material kommen oder von Geräten, wie
elektronischen Rechenanlagen oder dergleichen, die in entsprechenden, mit solchen
Materialien verkleideten Räumen aufgestellt sind, auf.
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Da derartige statische Auf ladungen äußerst unangenehm und störend
sind, ist bereits auf vielfältige Weise versucht worden, ihnen zu begegnen. So sind
beispielsweise schon Nadelfilzteppiche entwickelt worden, die aus einem elektrisch
leitende Fasern enthaltenden Fasermaterial besteker, wobei diese elektrisch Leitenden
Fasern untereinander bei Druck im Druckgebiet miteinander in Kontakt kommen sollen.
Da derartige Teppiche bzw. Teppichbeläge jedoch noch nicht geeignet sind, statische
Auf ladungen ausreichend abzuleiten, hat man versucht, unter entsprechenden Teppichböden
Metallgitternetze zu verlegen oder diese Teppichböden mit einem elektrisch leitfähigen
Kleber auf dem Untergrund zu befestigen. All dies hat jedoch noch nicht zu einem
zufriedenstellenden Erfolg geführt, da bei derartigen Anordnungen die statischen
Aufladungen nicht ausreichend und nicht gleichmäßig genug abgeleitet werden konnten,
d.h., die Leitfähigkeit derartiger Bodenbeläge ist für den vorgesehenen Zweck noch
nicht groß und gleichmäßig genug. Außerdem ist dabei das gesonderte Verlegen von
Gitternetzen bzw. das Aufbringen eines elektrisch leitfähigen Klebers auf den Untergrund
nur unnötig aufwendig und kostspielig, wobei in vielen Anwendungsfällen auch ein
Verkleben mittels eines leitfähigen
Klebers nicht erwünscht oder
nicht möglich ist.
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Um diese Nachteile zu beseitigen, hat die Anmelderin bereits Nadelfilz-Bodenbeläge,
die keine elektrisch leitenden Fasern enthielten, völlig mit einem elektrisch leitfähigen
Lack durchtränkt. Dieses führte zu erheblich besseren Ergebnissen hinsichtlich der
Ableitung von statischen Auf ladungen, hatte jedoch den Nachteil, daß dadurch die
Struktur des Nadelfilzes verändert und dessen Oberflächen farbe von dem Lack bestimmt
wurde und dementsprechend aufgrund der Kohlenstoffteilchen im Lack schwarz war.
Es war somit mit diesem Verfahren nicht möglich, Teppichböden herzustellen, die
unterschiedliche Farben aufwiesen.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, aus Fasermaterial
bestehende Gebilde wie Boden- und Wandbeläge, aber auch Möbelbezüge und dergleichen
zu schaffen, die eine verbesserte Leitfähigkeit zur Ableitung statischer Auf ladungen
aufweisen, dabei zumindest an der Oberfläche ihre Fasermaterialstruktur und die
Fasermaterialfarbe beibehalten und die einfacher zu verlegen bzw. zu verspannen
sind als die bekannten elektrisch leitende Fasern umfassenden Gebilde.
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Dieses Ziel wird erfindungsgemäß durch ein Gebilde der eingangs definierten
Art erreicht, das sich dadurch kennzeichnet, daß auf der Unterseite des Gebildes
eine elektrisch leitfähige oder antistatische Beschichtung aufgebracht ist, die
mit den elektrisch leiwenden Fasern im Kontakt steht oder zumindest bei Druck auf
das Gebilde in Kontakt kommt.
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Derart ausgebildete Teppichböden oder Wandbeläge lassen sich sehr
einfach verlegen, da kein Metallnetzgitter vorher untergelegt bzw. kein elektrisch
leitfähiger Kleber auf die Unterlage
vorher aufgebracht zu werden
braucht Außerdem sind derartige Gebilde auch einfach als Möbelbezüge und dergleichen
verwendbar, was bei den bekannten flächenhaften Gebilden nicht möglich war, da man
bei solchen Anwendungen schlecht ein elektrisch leitendes Gitternetz verlegen oder
einen elektrisch leitfähigen Kleber aufbringen kann. Außerdem hat sich gezeigt,
daß die elektrische Leitfähigkeit ganz erheblich besser ist als bei allen bisher
bekannten derartigen Gebilden, so daß es praktisch erstmals tatsächlich möglich
ist, statische Aufladungen wirkungsvoll zu beseitigen bzw.
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zu unterbinden.
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Obgleich die Beschichtung grundsätzlich beispielsweise auch in Gitterform
aufgebracht werden kann, sieht jedoch eine vorteilhafte Ausbildung vor, daß die
Beschichtung die Unterseite des Gebildes flächenhaft durchgehend abdeckt. Hierdurch
wird eine gleichmäßigere und wirkungsvollere Ableitung statischer Aufladungen erreicht.
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Zweckmäßigerweise ist vorgesehen, daß die Beschichtung aus einem elektrisch
leitfähigen Lack besteht. Dieser kann in an sich bekannter Weise durch Aufspritzen,
Aufrollen, Aufpinseln oder durch Tauchen aufgebracht werden. Ein solcher Lack verbindet
die einzelnen elektrisch leitenden Fasern im Bereich der Lackschicht miteinander,
so daß eine sehr gute Ableitung von elektrischen Ladungen sichergestellt ist.
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Dabei ist in vorteilhafter Weise vorgesehen, daß eine untere Schicht
des Gebildes mit dem Lack durchtränkt ist. Durch eine solche Durchtränkung ist mit
größter Sicherheit gewAhrleistet, daß die elektrischen Fasern tatsächlich in engem
Kontakt mit dem leitenden Lack stehen Dabei sieht eine vorteilhafte Ausbildung vor,
daß der Lack ein nach Trocknung elastischer Lack ist. Dies ist insbesondere dann
wichtig,
wenn das Gebilde nicht in einer Ebene, sondern wie bei
Möbelbezügen auch kurvenförmig verlegt wird.
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Gemäß einer anderen Weiterbildung ist vorgesehen, daß der Lack auf
Kunststoffbasis aufgebaut und mit Ruß oder Graphit versetzt ist. Der Ruß oder das
Graphit bewirken dabei die Leitfähigkeit des Lackes, während die Kunststoffe nicht
nur eine gute Verarbeitung, sondern auch eine ausreichende Elastizität sicherstellen
können.
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Damit die erfindungsgemäßen flächenhaften Gebilde, die beispielsweise
als Teppichfliesen oderTeppichbahnen ausgebildet sein können, auch untereinander
gut leiten und entsprechende statische Aufladungen von den Gebilden ausreichend
gut abgeleitet werden können, ist vorgesehen, daß Kontaktstreifen oder ein leitfähiger
Kleber zum Verbinden der Beschichtungen von aneinandergrenzenden flächenhaften Gebilden
und zum Erden der Beschichtung vorgesehen sind.
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Eine andere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, daß
das Gebilde eine relativ dünne, keine elektrisch leitenden Fasern aufweisende obere
Schicht, eine daran angrenzende dickere, elektrisch leitende Fasern aufweisende
Schicht und eine daran angrenzende untere, elektrisch leitende Fasern aufweisende
und von der Beschichtung durchsetzte Schicht umfaßt, wobei auf ihrer Unterseite
die Beschichtung flächenhaft durchgehend diese untere Schicht abschließt.
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Die oberste Schicht wird dabei bei Belastung heruntergedrückt, so
daß ein elektrischer Kontakt zu den elektrisch leitenden Fasern der darunterliegenden
Schicht entsteht. Von diesen elektrisch leitenden Fasern aus besteht dann eine direkte
elektrische Leitung zu der Beschichtung, da diese unmittelbar in Berührung mit den
elektrisch leitenden Fasern kommt,
wobei die Beschichtung als Abschluß
der untersten Schicht durchgehend ist und somit hinreichend gleichmäßige Widerstandswerte
in den unterschiedlichsten Bereichen des Gebildes erzeugt werden.
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Ein erfindungsgemäßes Verfahren zur Herstellung des elektrisch leitfähigen
Gebildes aus Fasermaterial besteht darin, daß auf die Unterseite des vorgefertigten
flächenhaften, aus elektrisch leitende Fasern umfassendem Fasermaterial bestehenden
Gebildes eine Dispersion von Leiterpartikeln in einer Lösung eines Thermoplast-
und/oder Duroplastkunststoffes in einem Lösungsmittel aufgetragen und getrocknet
wird. Das Lösungsmittel läßt sich dabei sehr leicht abdampfen, so daß der Abdampfrückstand
eine hinreichend elastische leitfähige Beschichtung ergibt, die eine gute Verbindung
zu den elektrisch leitenden Fasern darstellt.
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Dabei werden als Leiterpartikel Ruß oder Graphit verwendet, wodurch
die gute Leitfähigkeit gewährleistet wird. Als Lösungsmittel dient dabei in einer
bevorzugten Ausbildung chlorierter Kohlenwasserstoff wie Methylenchlorid oder Trichloräthylen.
Derartige organische Lösungsmittel bewirken eine extrem kurze Trockenzeit. Als Kunststoff
wird dabei in vorteilhafter Weise Polystyrol und/oder Polymethacrylat verwendet.
Derartige Kunststoffe ergeben einen Abdampfrückstand, der hinreichend elastisch
ist, so daß das flächenhafte Gebilde beispielsweise auch als Möbelbezug verwendet
werden kann.
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In der Zeichnung ist schematisch ein Querschnitt durch ein Ausführungsbeispiel
des erfindungsgemäßen flächenhaften Gebildes gezeigt. Dieses umfaßt eine oberste
Schicht aus reinem Fasermaterial, die in eine angrenzende Schicht 2 übergeht, in
der das Fasermaterial mit elektrisch leitenden
Fasern beispielsweise
aus Kohlenstoff oder Metall vermischt ist, und an die sich eine unterste Schicht
3 anschließt, die aus dem gleichen Material wie die Schicht 2 aufgebaut ist, wobei
dieses Material jedoch mit einem elektrisch leitenden Lack dergestalt durchtränkt
ist, daß die elektrischen Fasern mit dem Lack in Berührung stehen. Die Unterseite
dieser untersten Schicht 3 besteht aus einer zusammenhängenden Schicht des elektrisch
leitenden Lacks.
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Die oberste Schicht 1 ist dabei derart dünn, daß bei Belastung durch
einen Gegenstand oder beim Betreten durch eine Person diese Schicht heruntergedrückt
wird, so daß Kontakt zu der angrenzenden Schicht 2 auftritt und somit eine elektrische
Leitung zu der untersten Schicht 3 und der deren Unterseite abschließenden Lackschicht
hergestellt wird. Dieses ergibt eine gut ausreichende elektrische Leitfähigkeit,
durch die elektrostatische Aufladungen mit Sicherheit abgeleitet werden, insbesondere
wenn die Unterseite der untersten Schicht 3 durch entsprechende, nicht dargestellte
Kontaktstreifen oder leitfähige Kleber direkt oder über angrenzende Gebilde mit
Erde, wie beispielsweise einer Wasserleitung oder dergleichen verbunden sind.
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Die elektrisch leitenden Fasern in den Schichten 2 und 3 können grundsätzlich
eine solche Länge besitzen, daß sie von oben nach unten durchgehen, sie können jedoch
auch kürzer sein und miteinander im Kontakt stehen oder so nahe aneinander angeordnet
sein, daß bei Belastung ein Kontakt der einzelnen Fasern miteinander und mit dem
Lack in der untersten Schicht 3 auftritt, der ausreicht, die immer relativ hohe
statische Aufladung abzuleiten.
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Mit einer derartigen Ausbildung wird ein Spannungspotential
direkt
an die Lackbeschichtung weitergegeben, über die eine äußerst gleichmäßige Ableitung
zu einer Masseverbindung erfolgt, wobei sehr gleichmäßige und gut ausreichende Widerstandswerte
in allen flächenhaften Bereichen des Gebildes erreicht werden.
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