EP0228004A2 - Elektrisch leitfähige Fussbodenkonstruktion - Google Patents
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Definitions
- the subject of the present industrial property right is an electrically conductive floor construction, consisting of a customary usable floor, which has a textile or plastic covering as the top layer and which combines good heat insulation with pleasant elastic accessibility.
- the property of its electrical conductivity of a useful covering comes more and more to the fore.
- the walker is electrostatically charged, especially in dry air.
- this electrostatic charge can lead to unpleasant discharges if the person walking on the floor touches electrically conductive objects and, in addition, also leads to malfunctions in running computer programs or even ignites explosive solvent-air mixtures.
- conductive useful coverings have already been used, in which an earthed copper strip construction, in particular a copper network, is arranged under the actual top cover.
- an earthed copper strip construction in particular a copper network
- the object of the present invention was therefore initially to find a new method or a new construction of an electrically conductive floor, which can be applied without complex removal of the old floor construction.
- the construction of copper strips and copper wire nets to be applied with the usual means had to be abandoned and a possibility of the desirable application of a new electrically conductive useful covering to an old covering that could not be removed had to be found.
- the laying fleece (a) provided on one side with a pressure-sensitive adhesive layer is preferably a random fleece made of polypropylene, polyethylene, polyterephthalate or polyamide fibers.
- the entire plastic fleece should have a weight between about 40 g / m2 and about 250 g / m2, in particular from 60 to 120 g / m2.
- a dispersion whose films have a high surface tack is particularly suitable as a PSA coating.
- This electrically non-conductive plastic fleece or only relatively poorly conductive plastic fleece is first provided with a conductive coating which is applied in the form of a coat of paint.
- This conductive paint contains carbon black or graphite as the active substance.
- Primarily synthetic or natural latices are used as binders.
- the use of polychloroprene or polybutadiene styrene or polybutadiene acrylonitrile latex has proven its worth. They expediently also contain rosin derivatives or other hydrocarbons or terpene or balsam resin in dispersed form known as "tackifiers". It is also possible to use conventional additives such as zinc oxide, chalk or barium sulfate.
- the aforementioned also imparting conductivity Substances are expediently used as commercially available dispersions, the usual wetting agents and emulsifiers naturally having to be present in the system.
- the primer which can be applied by roller or by spraying, is allowed to dry for about 3 to 24 hours, preferably 5 to 12 hours, depending on the temperature and air movement.
- the adhesive is then applied to this primer.
- thin copper strips about 1 to 2 m long are inserted for electrical grounding. This is to ensure proper discharge of the load caused by people walking on it. It is sufficient to insert a copper tape on about 20 to 35 m2.
- the tape itself should be about 0.05 to 0.25 mm thick. An average thickness within the above limits and a width of 5 to 15 mm is sufficient.
- the entire floor construction is grounded by gluing thin, approximately 1 m long copper strips for 30 m2 each.
- the electrically conductive adhesives which are used for the new process or for the construction of the new construction should contain a conductive substance such as carbon black, graphite, copper or possibly silver powder.
- Aqueous dispersions of polyacrylic acid esters in particular copolymers of medium chain acrylic acid esters (C 3-8 ) and vinyl acetate, have proven to be favorable as binders for the actual adhesive. Copolymers with predominant proportions of vinyl acetate and minor amounts of ethylene, propylene and / or acrylic acid esters can also be used. It is also possible to use latices made of natural or synthetic elastomers, such as polystyrene butadiene. Such basic dispersions should also be the typical ones for adhesive systems Preservatives for preservation, anti-aging agents and fillers, e.g.
- the carbon black should be added to the adhesive as a commercially available dispersion and should be present in an amount of approximately 3 to 10 percent by weight, based on solids.
- the actual floor covering should be inserted after a short period of time.
- the covering itself has to meet high electrical conductivity requirements.
- Carbon black or graphite-containing PVC and rubber coverings are used as electrically conductive elastomer coverings or elastic floor coverings.
- Antistatic floor coverings are made on the basis of PVC as well as textile floor coverings.
- Antistatic PVC coverings contain moisture-retaining chemicals, while antistatic textile coverings can be produced using steel fibers and carbon fibers.
- the surface consisted of a velor carpet with a jute back, which was firmly glued to the screed. The carpet was carefully cleaned using a vacuum cleaner.
- a polypropylene fleece of 75 g / m2 basis weight of a one-sided PSA coating (150 g dry / m2) was applied.
- the pressure sensitive adhesive consisted of an acrylic acid ester copolymer (Acronal V 205, BASF) containing carboxyl groups.
- the dispersion had a solids content of 70%, pH 4 and 1200 mPa ⁇ s at 23 ° C. (Contraves rheometer).
- the electrically conductive paint was then applied to the fleece with a roller in an amount of 200 g (wet) over 1 m2.
- the dispersion was composed of 42% by weight of a polychloroprene dispersion (Neoprene latex 115 DuPont), 30% by weight of natural resin dispersion (rosin derivative dispersion No. 5786 from Hercules) and 28% by weight of a 25% carbon black dispersion ( Derussol AN Degussa). It also contained the usual anti-aging agents, preservatives and protective colloids.
- the pH was 9.
- a dried paint had a resistance of less than 3 ⁇ 105 Ohm according to DIN 53276.
- a 1 m long copper tape measuring 1 m ⁇ 0.2 mm was placed in the still wet paint in the 30 m2 rehearsal room in order to be grounded later.
- the adhesive had the following composition: 25% by weight aqueous 60% dispersion of a copolymer of acrylic esters with vinyl acetate (commercial product Aeronal V 303 BASF) 2 wt% monobutylene of triethylene glycol 4% by weight xylene 10% by weight rosin (dispersed) 18% by weight of chalk 9% by weight quartz flour 32% by weight carbon black dispersion (25% by weight as a commercial product Derussol AN1-25 / II from Degussa)
- This adhesive had a resistance of less than 3 ⁇ 105 ohms after drying.
- Electrically conductive PVC sheets of 2 mm thickness (Mipolam R 480 CE) with dimensions of 60.8 ⁇ 60.8 cm were then placed in the still moist adhesive bed. After 1 week, the conductivity of this floor construction was measured to be 1 ⁇ 106 ohms.
- Example 1 There was a needle-fleece floor that was carefully cleaned with a vacuum cleaner.
- the laying fleece of Example 1 which had been provided with pressure-sensitive adhesive on one side, was applied to the soot-coated polychloroprene coating from Example 1. After it has dried overnight, the conductive carpet adhesive is applied with the spatula (B1: tooth gap depth 2.1 mm, tooth gap width 2.3 mm and tooth bridge width 2.7 mm); the adhesive application is 400 g / m2 wet.
- the conductive adhesive has the same composition as in Example 1.
Abstract
- a) einem mit einseitiger Haftklebeschicht versehenen Verlegevlies mit der Haftschicht auf dem vorhandenen Nutzboden und darauf
- b) ein elektrisch leitfähiger Vorstrich bzw. Anstrich sowie
- c) ein elektrisch leitfähiger Kleber und zuletzt
- d) ein antistatisch ausgerüsteter bzw. elektrisch leitfähiger Nutzboden,
Description
- Gegenstand des vorliegenden Schutzrechts ist eine elektrisch leitfähige Fußbodenkonstruktion, bestehend aus einem üblichen Nutzboden, der als oberste Lage einen Textil- oder Kunststoffbelag aufweist und der eine gute Wärmeisolierung mit einer angenehmen elastischen Begehbarkeit kombiniert.
- Neben den sonstigen Qualitäten, die von einem Fußbodenbelag verlangt werden, tritt mehr und mehr die Eigenschaft seiner elektrischen Leitfähigkeit eines Nutzbelages in den Vordergrund. Beim Begehen eines nicht leitfähigen Bodenbelags kommt es insbesondere bei trockener Luft zur elektrostatischen Aufladung des Begehenden. Diese elektrostatische Aufladung kann einerseits zu unangenehmen Entladungen führen, wenn die den Boden begehende Person elektrisch leitfähige Gegenstände berührt und darüber hinaus aber auch zu Störungen an laufenden Programmen von Computern führen oder sogar die Zündung von explosionsfähigen Lösungsmittel-Luftgemischen auslösen.
- Insbesondere im technischen Bereich hat man deshalb bereits leitfähige Nutzbeläge verwendet, bei denen unter dem eigentlichen obersten Belag eine geerdete Kupferband-Konstruktion, insbesondere ein Kupfernetz, angeordnet ist. Bei PVC-Fliesen ist es in diesem Falle erforderlich, die Netze bzw. sich kreuzende Kupferbänder so zu verlegen, daß in der Mitte der Fliesen sich die Kupferbänder kreuzen, so daß jeweils unter der Mitte der Fliese ein elektrisch besonders gut leitfähiger Punkt angeordnet ist. Zur Vereinfachung dieser recht aufwendigen Konstruktion hat man bereits versucht, leitfähige Spachtelmassen oder auch leitfähige Voranstriche einzusetzen. In diesen Fällen ist jedoch Voraussetzung, daß ein fester Unterboden vorhanden ist, der der DIN 18365 für Fußbodenarbeiten entspricht.
- Um die Voraussetzungen zur Verlegung eines gut leitfähigen Fußbodens zu schaffen, mußten daher die alten Beläge völlig entfernt werden. Dies ist jedoch mit erheblichem Aufwand verbunden, da Klebstoffreste leicht am Unterboden haften und insbesondere wenn sie älter sind, nur schwierig entfernt werden können. Oft hat man daher in Kauf nehmen müssen, den Unterboden zum Teil mechanisch zu entfernen, ein Vorgang, der mit Lärm- und Staubentwicklung verbunden ist.
- Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung bestand also zunächst darin, ein neues Verfahren bzw. eine neue Konstruktion eines elektrisch leitfähigen Fußbodens zu finden, der ohne aufwendiges Entfernen der alten Fußbodenkonstruktion aufgebracht werden kann. Die mit den üblichen Mitteln aufzubringende Konstruktion aus Kupferbändern und Kupferdrahtnetzen mußte also verlassen werden und eine Möglichkeit der wünschenswerten Aufbringung eines neuen elektrisch leitfähigen Nutzbelages auf einen nicht zu entfernenden Altbelag gefunden werden.
- Diese Aufgabe konnte dadurch gelöst werden, daß man auf einen vorhandenen üblichen Nutzbelag, bestehend aus einem Textil- oder Kunststoffbelag, ohne diesen zu entfernen, direkt folgende Beläge aufbringt:
- a) einen mit einseitiger Haftklebeschicht versehenes Verlegevlies mit der Haftschicht auf den vorhandenen Nutzboden und darauf
- b) einen elektrisch leitfähigen Anstrich sowie
- c) einen elektrisch leitfähigen Kleber und zuletzt
- d) einen antistatisch ausgerüsteten bzw. elektrisch leitfähigen Nutzboden.
- Gegenstand des vorliegenden Schutzrechts ist somit eine elektrisch leitfähige Fußbodenkonstruktion, die auf einem bereits vorhandenen, nicht mehr voll funktionsfähigen Altbelag (A) einen folgenden elektrisch leitfähigen neuen Nutzbodenbelag (B) aufweist, der wie folgt von der Oberseite des Altbelags an folgenden Aufbau hat:
- a) ein mit einseitiger Haftklebeschicht versehenes Verlegevlies mit der Haftschicht auf den vorhandenen Nutzboden (A) und darauf
- b) ein elektrisch leitfähiger Anstrich sowie
- c) ein elektrisch leitfähiger Kleber und zuletzt
- d) einen antistatisch ausgerüsteten bzw. elektrisch leitfähigen Nutzboden.
- Das einseitig mit einer Haftkleberschicht versehene Verlegevlies (a) ist vorzugsweise ein Wirrvlies aus Polypropylen-, Polyethylen-, Polyterephthalat- oder Polyamidfasern. Das gesamte Kunststoffvlies sollte ein Gewicht zwischen etwa 40 g/m² und etwa 250 g/m², insbesondere von 60 bis 120 g/m², aufweisen. Als Haftklebebeschichtung kommt insbesondere eine Dispersion in Frage, deren Filme eine starke Oberflächenklebrigkeit haben.
- Dieses elektrisch nicht leitende Kunststoffvlies bzw. nur relativ schlecht leitende Kunststoffvlies wird als erstes mit einer leitfähigen Beschichtung versehen, die in Form eines Anstrichs aufgebracht wird. Als Wirksubstanz enthält dieser leitfähige Anstrich (Vorstrich) Ruß oder Graphit. Als Bindemittel werden dabei in erster Linie synthetische oder auch Naturlatices verwendet. Bewährt ist der Einsatz von Polychloropren- oder Polybutadienstyrol oder Polybutadienacrylnitrillatex. Zweckmäßig enthalten sie noch Kolophoniumderivate oder sonstige als "Klebrigmacher" bekannte Kohlenwasserstoffe oder Terpen- oder Balsamharz in dispergierter Form. Die Mitverwendung von üblichen Hilfsstoffen wie Zinkoxid, Kreide oder Bariumsulfat ist möglich. Auch die vorgenannten die Leitfähigkeit vermittelnden Stoffe werden zweckmäßig als handelsübliche Dispersionen verwendet, wobei natürlich die üblichen Netzmittel und Emulgatoren im System enthalten sein müssen. Den Vorstrich, der mit der Rolle oder durch Spritzen aufgetragen werden kann, läßt man je nach Temperatur und Luftbewegung etwa 3 bis 24 Stunden, vorzugsweise 5 bis 12 Stunden trocknen.
- Auf diesen Vorstrich wird dann der Kleber aufgetragen. In dem Kleber oder aber bereits in dem Vorstrich werden zwecks elektrischer Erdung etwa 1 bis 2 m lange dünne Kupferbänder eingelegt. Dadurch soll dann eine einwandfreie Ableitung der durch Begehen von Personen aufgebrachte Ladung gewährleistet sein. Es ist ausreichend, wenn man auf etwa 20 bis 35 m² ein Kupferband einlegt. Das Band selbst soll etwa 0,05 bis 0,25 mm dick sein. Eine mittlere Dicke innerhalb der vorstehenden Grenzen sowie eine Breite von 5 bis 15 mm ist ausreichend. Die gesamte Fußbodenkonstruktion wird durch Einkleben von dünnen, etwa 1 m langen Kupferbändern für jeweils 30 m² geerdet. Die elektrisch leitfähigen Klebstoffe, welche für das neue Verfahren bzw. zum Aufbau der neuen Konstruktion verwendet werden, sollen eine leitfähig machende Substanz wie Ruß, Graphit, Kupfer oder evtl. Silberpulver enthalten.
- Als Bindemittel für den eigentlichen Klebstoff haben sich wäßrige Dispersionen von Polyacrylsäureestern, insbesondere Copolymerisate aus Acrylsäureestern mittlerer Kettenlänge (C3-8) und Vinylacetat, als günstig erwiesen. Auch kann man Copolymerisate mit überwiegenden Anteilen aus Vinylacetat und untergeordneten Mengen an Ethylen, Propylen und/oder Acrylsäureestern verwenden. Auch der Einsatz von Latices aus natürlichen oder synthetischen Elastomeren, z.B. aus Polystyrolbutadien, ist möglich. Derartige Grunddispersionen sollten auch die für Klebstoff-Systeme typischen weiteren Hilfsstoffe zur Konservierung, Alterungsschutzmittel und Füllstoffe, z.B. Kreide, Quarzmehl, Bariumsulfat, Zinkoxid oder Titandioxid enthalten, welche sich direkt vorteilhaft auf die Festigkeit bzw. den Widerstand gegen Belastung der Klebefuge auswirken. Der Ruß sollte als handelsübliche Dispersion dem Klebstoff zugefügt werden und sollte in einer Menge von etwa 3 bis 1O Gewichtsprozent, bezogen auf Festkörper, vorliegen.
- In den mittels eines üblichen Zahnspachtels oder auf sonst bekannte Weise in einer Menge von 100 bis 600 g/m², insbesondere 250 bis 500 g/m² (naß), aufgetragenen Klebstoff, sollte nach kurzer Verweildauer der eigentliche Fußbodenbelag eingelegt werden.
- Selbstverständlich muß der Belag selbst hohe Anforderung an die elektrische Leitfähigkeit erfüllen. Als elektrisch leitfähige Elastomerbeläge bzw. elastische Fußbodenbeläge sind ruß- oder graphithaltige PVC- und Gummibeläge im Einsatz. Antistatische Fußbodenbeläge werden sowohl auf der Basis PVC als auch textile Bodenbeläge hergestellt. Antistatische PVC-Beläge enthalten Feuchte haltende Chemikalien, während antistatische Textilbeläge unter Verwendung von Stahlfasern und von Kohlenstoffasern herstellbar sind.
- Der Untergrund bestand aus einem Velourteppichboden mit Juterücken, der auf dem Estrich fest verklebt war. Mittels eines Staubsaugers wurde der Teppich sorgfältig gesäubert.
- Zunächst wurde ein Polypropylenvlies von 75 g/m² Flächengewicht einer einseitigen Haftklebebeschichtung (150 g trocken/m²) aufgebracht. Der Haftklebestoff bestand aus einem Carboxylgruppen enthaltenden Acrylsäureester-Copolymerisat (Acronal V 205, BASF). Die Dispersion hatte 70 % Feststoffgehalt, pH-Wert 4 und 1200 mPa·s bei 23 °C (Contraves-Rheometer).
- Auf das Vlies wurde dann der elektrisch leitende Anstrich mit einer Rolle in einer Menge von 200 g (naß) auf 1 m² aufgetragen. Die Dispersion war zusammengesetzt aus 42 Gew.-% einer Polychloropren-Dispersion (Neoprene-Latex 115 DuPont), 30 Gew.-% Naturharzdispersion (Kolophoniumderivate-Dispersion Nr. 5786 der Hercules) sowie 28 Gew.-% einer 25 %igen Rußdispersion (Derussol AN Degussa). Sie enthielt weiterhin die üblichen Alterungsschutzmittel, Konservierungsstoffe und Schutzkolloide. Der pH-Wert lag bei 9. Ein getrockneter Anstrich hatte nach DIN 53276 einen Widerstand von weniger als 3 · 10⁵ Ohm.
- In den noch feuchten Anstrich wurde in dem 30 m² Fläche aufweisenden Proberaum noch ein 1 m langes Kupferband der Abmessung 1 m × 0,2 mm eingelegt, um später geerdet zu werden.
- Nach dem Auftrocknen des Anstrichs (12 Stunden) wurde dann ein elektrisch leitender Klebstoff mit dem Zahnspachtel (A3: Zahnlückentiefe 1,65 mm, Zahnlückenbreite 1,5 mm, Zahnbrückenbreite O,5 mm) in einer Menge von 300 g/m² (naß) aufgetragen. Der Klebstoff hatte folgende Zusammensetzung:
25 Gew.-%wäßrige 60%ige Dispersion eines Copolymerisats von Acrylestern mit Vinylacetat (Handelsprodukt Aeronal V 303 BASF)
2 Gew.-%Monobutylen von Triethylenglykol
4 Gew.-% Xylol
10 Gew.-%Kolophonium (dispergiert)
18 Gew.-% Kreide
9 Gew.-% Quarzmehl
32 Gew.-% Rußdispersion (25 Gew.-% als Handelsprodukt Derussol AN1-25/II der Degussa) - Dieser Klebstoff hatte nach dem Auftrocknen einen Widerstand von weniger als 3 ·10⁵ Ohm. In das noch feuchte Klebstoffbett wurden dann elektrisch leitfähige PVC-Platten von 2 mm Stärke (Mipolam R 480 CE) der Abmessung 60,8 × 60,8 cm eingelegt. Nach 1 Woche wurde bei dieser Fußbodenkonstruktion die Leitfähigkeit nach DIN mit 1 × 10⁶ Ohm gemessen.
- Vorhanden war ein Nadelvlies-Nutzboden, der sorgfältig mit dem Staubsauger gesäubert wurde. Aufgebracht wurde das einseitig mit Haftklebstoff ausgerüstete Verlegevlies von Beispiel 1. Darauf wurde mit der Rolle der Ruß enthaltende Polychloropren-Anstrich des Beispiels 1 aufgetragen. Nach dessen Trocknen über Nacht trägt man den leitfähigen Teppichklebstoff mit dem Spachtel (B1: Zahnlückentiefe 2,1 mm, Zahnlückenbreite 2,3 mm und Zahnbrückenbreite 2,7 mm) auf; der Klebstoffauftrag beträgt 400 g/m² naß.
Der leitfähige Klebstoff die gleiche Zusammensetzung wie im Beispiel 1. - In der nachfolgenden Abbildung haben die verwendeten Zeichen folgende Bedeutung:
- A = vorhandener Nutzboden
- B = erfindungsgemäßer Aufbau
- Cu= Kupferband
- a = Verlegevlies mit Haftkleberbeschichtung
- b = elektrisch leitfähiger Vorstrich bzw. Anstrich
- c = elektrisch leitfähiger Kleber
- d = Nutzboden (neu)
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