JP2005290823A

JP2005290823A - 導電性内装材

Info

Publication number: JP2005290823A
Application number: JP2004106953A
Authority: JP
Inventors: Tatsuhiko Hayashi; 龍彦林; Takeshi Edo; 健江戸
Original assignee: Lonseal Corp
Current assignee: Lonseal Corp
Priority date: 2004-03-31
Filing date: 2004-03-31
Publication date: 2005-10-20

Abstract

【課題】適当な電気抵抗値を持たせつつ帯電性を抑制することにより人体にショックを受けるほどの静電気が蓄積されることがない導電性を有し、しかも内装材として自由なカラーリングを施し意匠性を向上させることができる導電性内装材を提供すること。
【解決手段】着色剤が添加された合成樹脂に繊維の長さと径の比が３０〜１００に調製された導電性繊維を含有させてなる適当な電気抵抗値を持たせつつ帯電性を抑制することにより人体にショックを受けるほどの静電気が蓄積されることがない導電性を有し、しかも内装材として自由なカラーリングを施し意匠性を向上させることができる導電性ペレット１１と、着色剤が添加された合成樹脂に界面活性剤を含有させてなる着色帯電防止ペレット１２を１：９〜１：２５の割合で混合して層状に形成される導電性層１と、漏洩抵抗値が１×１０^４〜１×１０^７Ωに調製された導電性シート２を積層してなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、コンピュータ室や手術室・半導体工場等における床材・壁材等として使用するのに適した導電性内装材に関するものである。

従来からコンピュータ室や手術室・半導体工場等では静電気の発生を防止するために、床材・壁材等として導電性を備えた合成樹脂製の内装材が使用されている。しかし、従来から使用されている通常の合成樹脂製導電性内装材では、所要の導電性を持たせるのにカーボンブラックを使用しているために、表面が黒一色の意匠性に劣るものであった。

そこで、カーボンブラックを含有せず且つカラーリングを自由に行える導電性床材として、着色された樹脂ペースト中に炭素繊維と合成樹脂ペレットを分散させたもの（例えば、特許文献１参照。）や、帯電防止ペースト中に白色または淡色系の導電性酸化物と導電性繊維を含有させてなる積層体（例えば、特許文献２参照。）などが提案されたが、どちらも導電材料である導電性繊維および導電性酸化物の分散の具合によって導電性能にバラつきが生じやすく、しかも導電材料の種類によってはコスト高になる。

特開平２−２６９２５９公報特開平２−１７２７３４公報

一方、ＮＦＰＡ（National Fire Protection Association）よる規格では、導電性床材の性能として、静電気を速やかに逃がし且つ人体がショックを受けるほどの電流を流さないことが要求されている。すなわち、床材としての表面抵抗値が２．５×１０^４〜１×１０^７Ωの間にあることが必要とされており、漏洩抵抗値は２．５×１０^４Ω以上が良いとされている。また、帯電電位の目安としては、帯電電位が１００Ｖ以下ではほとんど帯電しないが、１００〜１０００Ｖ未満では僅かに帯電し、１０００Ｖ以上になるとショックを受けるほどの帯電が発生する。

本発明はこのような現状に鑑みてなされたものであり、適当な電気抵抗値を持たせつつ帯電性を抑制することにより人体にショックを受けるほどの静電気が蓄積されることがない導電性を有し、しかも内装材として自由なカラーリングを施し意匠性を向上させることができ、加工性の良い導電性内装材を提供せんとするものである。

斯かる目的を達成する本発明の導電性内装材は、着色剤が添加された合成樹脂に繊維の長さと径の比（繊維長さ／繊維径）が３０〜１００に調製された導電性繊維を含有させてなる着色導電性ペレットと、着色剤が添加された合成樹脂に界面活性剤を含有させてなる着色帯電防止ペレットを混合して層状に形成される導電性層と、漏洩抵抗値が１×１０^４〜１×１０^７Ωに調製された導電性シートが積層されていることを特徴としたものである。
その際、前記着色導電性ペレットと着色帯電防止ペレットとの混合比は、１：９〜１：２５の範囲とすることが好ましい（請求項２）。

本発明に係る導電性内装材によれば、導電性繊維を含有する着色導電性ペレットと界面活性剤を含有する着色帯電防止ペレットを混合することで電気的性能が向上し、漏洩抵抗値が１×１０^４〜１×１０^７Ωに調製された導電性シートと相俟って、適当な電気抵抗値を持たせつつ帯電性を抑制することが可能となり、よって、感電事故を起こしたり人体にショックを受けるほどの静電気が蓄積されることがない使い勝手の良いものとなる。
しかも、繊維の長さと径の比が３０〜１００に調製された導電性繊維を用いるようにしたので、少量の導電性繊維でもって効果的に導電性を良好なものとすることができる。従って、高価な導電性繊維を使用する場合でも、少量で済むので材料コストの低減化を期することが出来る。
更に、着色導電性ペレットと着色帯電防止ペレットを混合して図１に示すごとく層状に形成して導電性シートと積層してなるので、内装材としてのカラーリングの自由度が高く、よって意匠デザイン性に富み加工性の良い導電性内装材を提供することが出来る。

また、特に本発明の請求項２に記載の導電性内装材によれば、着色導電性ペレットと着色帯電防止ペレットの混合比を１：９〜１：２５の範囲に設定したので、内装材としての導電性が過剰になることを抑制して感電事故が発生する惧れをなくすることが出来ると共に、帯電性のオーダーを適正に保つことが出来るようになる。

次に、本発明の具体的な好適実施例を詳細に説明する。
本発明に係る導電性内装材は、着色を含めた意匠が施される導電性層１と導電性シート２を積層して形成され、上記導電性層１は着色導電性ペレット１１と着色帯電防止ペレット１２を混合したものを加熱下で層状に圧着して形成される。

着色導電性ペレット１１は、導電性層１に意匠性と導電性を付与させるためのものであり、所望の色の着色剤が添加された合成樹脂に、繊維の長さと径の比が３０〜１００に調製された導電性繊維を含有させて、所要大きさ（粒径）をした任意の粒形状に形成される。なお、導電性層１の導電性を向上させるためには、着色導電性ペレットの粒径を大きく形成することが望ましい。

この着色導電性ペレット１１に含有させる導電性繊維は、導電性内装材に適当な導電性を持たせるためのものであり、具体的には炭素繊維、導電性酸化チタン繊維、硼酸アルミ繊維、ステンレス繊維、金属で被覆されたガラス繊維やポリエステル等の合成繊維、などを挙げることができる。この中でも、加工性とコストを考慮すると炭素繊維が最も好ましい。炭素繊維としては、直径１０〜２０μｍのものが使用できる。

また、使用する導電性繊維の繊維の長さと径の比（繊維長さ／繊維径）は、加工性及び電気性能面から３０〜１００の範囲に設定することが好ましく、４０〜６０の範囲がより好ましい。導電性繊維の繊維の長さと径の比が３０より小さいと加工性は良くなるが、導電性への効果が小さいために合成樹脂に対する添加量が多くなって材料コストが高くなってしまう。逆に繊維の長さと径の比が１００より大きくなると成形加工性が悪くなって、合成樹脂に対する導電性繊維の分散も悪くなり、且つ導電性繊維が切れやすくもなる。その結果として、着色導電性ペレット１１の導電性が悪くなってしまう。
そして、合成樹脂に対する導電性繊維の添加量としては、合成樹脂１００重量部に対して２０〜６０重量部程度が好ましい。導電性繊維の添加量が２０重量部より少ないと所要の導電性を期待し得なくなり、６０重量部より多く添加しても加工性が悪くなるばかりでなく、求める導電性の割に材料（導電性繊維）の無駄遣いになる。

着色導電性ペレット１１の形成に用いる合成樹脂としては、塩化ビニル樹脂、塩化ビニルを主体とする各種共重合体、及びこれらの混合物、ポリエチレン、エチレンを主成分とする各種共重合体及びポリエチレンとエチレン系共重合体の混合物、熱可塑性エラストマー（オレフィン系、ポリエステル系、スチレン系、ウレタン系など）ポリウレタン、アクリルゴム、塩素化ポリエチレンなどを挙げることができる。更に、これらの合成樹脂の機能付与ないしは加工性を向上するために、可塑剤、安定剤、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、抗菌剤、防黴剤、充填剤、顔料などを適宜添加することができる。

一方、着色導電性ペレット１１と一緒になって導電性層１を形成する着色帯電防止ペレット１２は、導電性層１に意匠性と帯電性を付与させて導電性層１の帯電圧を下げるためのものであり、所望の色の着色剤が添加された合成樹脂に界面活性剤を含有させて、所要大きさ（粒径）をした任意の粒形状に形成される。

この着色帯電防止ペレット１２に含有させる界面活性剤としては、帯電性が大きいものであれば、カチオン系、アニオン系、ノニオン系の何れの界面活性剤でも使用できるが、中でもカチオン系の界面活性剤が好ましい。
具体的に、カチオン系界面活性剤としては、第４級アンモニウム塩、アルキルアミン塩等を、アニオン系界面活性剤としてはアルキルベンゼンスルホン酸塩、アルキルナフタレンスルホン酸塩、アルキルベンゼン硫酸エステル塩、高級アルコール硫酸エステル塩等を、そして、ノニオン系界面活性剤としてはポリオキシルエチレンアルキルエーテル類、多価アルコールの部分的脂肪酸エステル類、ソルビタンエステル類、ポリエチレングリコール類、ポリプロピレングリコール類等をそれぞれ挙げることができる。これらの界面活性剤は、単独でも複合して使用しても良い。

そして、使用する界面活性剤の添加量としては、合成樹脂１００重量部に対して１〜５重量部の範囲が好ましく、更には１〜３重量部の範囲がより好ましい。
使用する界面活性剤が多いと帯電圧を下げることは出来るが、床掃除などの際にこうむる水や油により表面にブリードが生じやすくなると共に、変色や滑りやすくなる弊害を生じ、逆に界面活性剤が少ないと帯電圧が上がってしまう。
なお、着色帯電防止ペレット１２の形成に用いる合成樹脂は、着色導電性ペレット１１に用いる合成樹脂と同様のものを使用できる。

また、導電性層１を形成する着色導電性ペレット１１と着色帯電防止ペレット１２との混合比は、１：９〜１：２５の範囲が好ましい。何故なら、着色導電性ペレット１１の割合が多くなるにしたがい導電性層１の導電性が向上して漏洩抵抗値が下がるので感電事故を起こす可能性が高くなるからである。逆に、着色導電性ペレット１１に対する着色帯電防止ペレット１２の混合割合が上記した範囲を超えると、導電性層１の帯電性が上がって表面抵抗値が１０^７Ω以上となってしまい、ＮＦＰＡの規格を満足できなくなる。

かくして、着色導電性ペレット１１と着色帯電防止ペレット１２を混合したものを加熱下で層状に圧着することにより導電性層１が形成され、同時に導電性層１の下面側に導電性シート２が積層されて導電性内装材が形成される。

導電性シート２は、着色導電性ペレット１１と着色帯電防止ペレット１２から形成された導電性層１と相俟って導電性並びに帯電性を補うためのものであり、上記着色導電性ペレット１１及び着色帯電防止ペレットを形成するのに使用した樹脂と同様の合成樹脂に、例えばカーボンブラック等の導電性材料を添加することにより、その漏洩抵抗値が１×１０^４〜１×１０^７Ωに調製されると共に、所望の厚さのシート状に形成される。

次に、本発明を実施例および比較例により詳細に説明する。
着色導電性ペレット、着色帯電防止ペレットおよび導電性シートの配合成分と配合割合を、表１に示す。

［着色導電性ペレットの作製］
顔料１０重量部を添加した塩化ビニル樹脂１００重量部に対して、繊維の長さと径の比がそれぞれ４２〜１２０に調製された導電性繊維を４０重量部添加し、１８５℃のロールで十分に混練りし、厚さ１．０ｍｍのシートを作製した。このシートを３〜５ｍｍの大きさに粉砕して着色導電性ペレットを作製した。
［着色帯電防止ペレットの作製］
顔料３０重量部を添加した塩化ビニル樹脂１００重量部に対して、界面活性剤を添加し、１８５℃のロールで十分混練りし、厚さ１．０ｍｍのシートを作製した。このシートを３〜５ｍｍの大きさに粉砕し着色帯電防止ペレットを作製した。
上記のとおりに作製した着色導電性ペレットと着色帯電防止ペレットを、それぞれ１：１２〜１：３０の割合で混合した。
［導電性シートの作製］
塩化ビニル樹脂１００重量部に対して、カーボンブラックを３０重量部添加し、１８５℃のロールで十分混練りし、厚み０．６ｍｍのシートを作製した。
この導電性シートの表面全面に、着色導電性ペレットと着色帯電防止ペレットの混合ペレットを散布し、１９０℃に過熱したプレス機でもって加熱プレスすることにより、導電性シート上に着色導電性ペレットと着色帯電防止ペレットの混合ペレットからなる導電性層を積層形成して、導電性内装材（床材）を得た。

実施例１〜６および比較例１〜２では、着色導電性ペレットに添加した炭素繊維の繊維の長さと径の比を変え、着色帯電防止性ペレットに添加する界面活性剤をカチオン系、アニオン系もしくはノニオン系とし、着色導電性ペレットと着色帯電防止ペレットの混合比を変えた以外は、同様にして導電性内装材（床材）を得た。
そして、実施例１〜６および比較例１〜２について、それぞれ漏洩抵抗値、帯電電位を測定した。また、導電性シートを作製した後に、当該導電性シートにおける導電性繊維の分散性を１００倍の拡大鏡を用いて目視により評価した。
これらの結果を、下記の表２に示す。

[電気性能評価]
ＪＩＳＡ１４５４に規定されている高分子系張り床材試験方法の静電気性試験の方法で漏洩抵抗値を測定した。漏洩抵抗値は、導電性内装材（床材）の上下に電極を挟み測定した。
導電性の評価としては、電気抵抗値の方法もあるが、電気抵抗値が低くても帯電電位が大きいと導電性内装材（床材）としての性能を満たさないので、ＪＩＳＬ１０９４に基づいて帯電電位の測定を行ない、評価した。
［分散性］
導電性シートを作製後に、当該導電性シートを薄く（０．１〜０．２ｍｍ程度）スライスし、１００倍の拡大鏡で観察した。
○：繊維が均一に分散している。
×：繊維の絡まりがあり、分散が不均一である。

本発明実施の一例を示す模式断面図。

符号の説明

１：導電性層
１１：着色導電性ペレット
１２：着色帯電防止ペレット
２：導電性シート

Claims

着色剤が添加された合成樹脂に繊維の長さと径の比（長さ／径）が３０〜１００に調製された導電性繊維を含有させてなる着色導電性ペレットと、着色剤が添加された合成樹脂に界面活性剤を含有させてなる着色帯電防止ペレットを混合して層状に形成される導電性層と、漏洩抵抗値が１×１０^４〜１×１０^７Ωに調製された導電性シートが積層されていることを特徴とする導電性内装材。
前記着色導電性ペレットと着色帯電防止ペレットの混合比が１：９〜１：２５であることを特徴とする請求項１に記載の導電性内装材。