JP2008031721A - 帯電防止塗り床構造及び帯電防止塗り床材 - Google Patents

帯電防止塗り床構造及び帯電防止塗り床材 Download PDF

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Abstract

【課題】様ざまな劣化外力に対して十分な耐久性能を持ち、長期間帯電防止性能を保持可能で、しかも、施工性がよく、環境にやさしい帯電防止塗り床構造及び帯電防止塗り床材料を提供する。
【解決手段】床基盤１０上に、下層として水系エポキシウレア樹脂セメントモルタル１２を塗布し、下層上に、上層として導電材料を混入した水系エポキシウレア樹脂セメントモルタル１４を塗布した。
【選択図】図１

Description

本発明は、生産施設などの床基盤上に帯電防止塗り床材を塗布して形成する帯電防止塗り床構造及び帯電防止塗り床材に関する。
半導体製造工場や電子機器組立て工場等の生産施設においては、可燃性の雰囲気の中で、人体帯電や作業工程における帯電減少による静電気が原因となった爆発・火災を始め、半導体デバイスの破壊、特性劣化など、種々の静電気障害が発生し、現在では、床及び床材の帯電防止性能は必須の仕様になっている。
床の帯電防止性能は、床材の静電気特性以外に、施工方法、環境条件、さらにコンクリートなどの下地の条件にも依存する。
したがって、優れた帯電性能を得るためには、床材の帯電防止性能を十分に検討した上で、その性能を十分生かすための施工性の検討並びに床材面の損傷による帯電防止性能の低下が少なく、良好な清掃性を有することが大きなウェイトを占めることとなる。
このような帯電防止用床材として帯電防止塗り床材が知られている。
この帯電防止塗り床材は、ウレタン樹脂やエポキシ樹脂などの塗り床材用のバインダーに、カーボンブラックや金属粉末などの導電性粉体を混入したり、あるいは、カーボン繊維やステンレス繊維を混入したものなどが用いられている（特許文献１、従来の技術参照）。
特開平６−２４１７号公報
このような生産施設などの帯電防止塗り床材は、施設内をフォークリフトや台車などが走行することにより、摩耗や損傷を受けて、表面に傷が付き、帯電防止性能が低下しやすいものであった。
例えば、防爆仕様であることから帯電防止性能を有する床材が要求される精密機器工場において、調合工程時に焼成セラミックパウダーが床にこぼれ落ち、その上をキャスターが走行したために床表面を損傷して、帯電防止性能（管理基準１０5〜１０9Ω未満）が損なわれてしまうような例が見られ、耐久性能や帯電防止性能が不十分であるという問題があった。
本発明の目的は、様ざまな劣化外力に対して十分な耐久性能を持ち、長期間帯電防止性能を保持可能で、しかも、施工性がよく、環境にやさしい帯電防止塗り床構造及び帯電防止塗り床材料を提供することにある。
前記目的を達成するため、本発明の帯電防止塗り床構造は、床基盤上に、下層として水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルを塗布し、
前記下層上に、上層として導電材料を混入した水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルを塗布したことを特徴とする。
本発明によれば、床基盤上に、下層として水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルを塗布することで、床基盤表面の不陸、吸水をなくし、その下層上に導電材料を混入した水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルを塗布することで、表面に不陸が生じない帯電防止塗り床構造を容易に得ることができる。
また、水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルは、接着性が高く、床基盤が湿潤状態でも施工が可能で、しかも、セルフレベリング性を有しているため、施工性のよい流し延べ工法が行え、短工期で施工が可能で、施工性がよい。
さらに、水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルは、摩耗、衝撃、滑り、薬品などの各種劣化外力に対して十分な耐久性能を有し、床面が損傷しても、極めて高い帯電防止性能を保持し、しかも、平滑で美しい仕上がりとなり、導電性能のばらつきがほとんどなく、均一な導電性能を保持することができる。
また、水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルは、ホルムアルデヒドなどの有害ガスを発生しないので、環境や人体の健康に悪影響を及ぼすことがない。
本発明の他の帯電防止塗り床構造は、床基板上に、導電材料を混入した水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルを１ｍｍ〜６ｍｍ一層で塗布したことを特徴とする。
本発明によれば、床基板上に、導電材料を混入した水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルを１ｍｍ〜６ｍｍ一層で塗布することで、下層、上層なく、全体を帯電防止床として、帯電防止効果を高めることができる。
これらの発明においては、前記水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルは、顔料、カルボン酸系分散剤及びアミン系硬化促進剤を混入したエポキシ変性ポリオールエマルションを主剤とし、この主剤に、硬化剤としてポリイソシアネート、粉体としてセメント及び細骨材を混合した組成物とし、
前記導電材料を混入した水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルは、前記水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルに、長さ０．５ｍｍ〜８ｍｍ、径１０μｍ〜２０μｍの短炭素繊維、金属酸化物及びアンチモン系含有酸化化合物からなる導電材料を混合した組成物とすることができる。
このような構成とすることにより、主剤に顔料を混入させることで、発色性を高めて、きれいな仕上がり状態とすることができ、導電材料にアンチモン系含有酸化化合物を用いることで、帯電防止効果を高めることができる。
特に、短炭素繊維を流動性の良好な主剤に混合することで、短炭素繊維を均一に分散させることができ、帯電防止効果をさらに高めることができる。
本発明の帯電防止塗り床材は、顔料、カルボン酸系分散剤及びアミン系硬化促進剤を混入したエポキシ変性ポリオールエマルションを主剤とし、この主剤に、硬化剤としてポリイソシアネート、粉体としてセメント及び細骨材を混合した水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルと、
長さ０．５ｍｍ〜８ｍｍ、径１０μｍ〜２０μｍの短炭素繊維、金属酸化物及びアンチモン系含有酸化化合物からなる導電材料と、
を混合した組成物からなることを特徴とする。
本発明によれば、水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルは、接着性が高く、床基盤が湿潤状態でも施工が可能で、しかも、セルフレベリング性を有しているため、施工性のよい流し延べ工法が行え、短工期で施工が可能で、施工性がよい。
また、水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルは、摩耗、衝撃、滑り、薬品などの各種劣化外力に対して十分な耐久性能を有し、床面が損傷しても、極めて高い帯電防止性能を保持し、しかも、平滑で美しい仕上がりとなり、導電性能のばらつきがほとんどなく、均一な導電性能を保持することができる。
さらに、水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルは、ホルムアルデヒドなどの有害ガスを発生しないので、環境や人体の健康に悪影響を及ぼすことがない。
また、主剤に顔料を混入させることで、発色性を高めて、きれいな仕上がり状態とすることができ、導電材料にアンチモン系含有酸化化合物を用いることで、帯電防止効果を高めることができる。
特に、短炭素繊維を流動性の良好な主剤に混合することで、短炭素繊維を均一に分散させることができ、帯電防止効果をさらに高めることができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施の形態にかかる帯電防止塗り床構造を示す断面図である。
この帯電防止塗り床構造は、床基盤１０上に下層として水系エポキシウレア樹脂セメントモルタル１２を塗布して硬化させた後、この硬化した下層の水系エポキシウレア樹脂セメントモルタル１２上に上層として帯電防止塗り床材である導電材料を混入した水系エポキシウレア樹脂セメントモルタル１４を塗布して２層に形成している。
この下層の水系エポキシウレア樹脂セメントモルタル１２は、床基盤１０の不陸、吸水をなくすためのもので、１ｍｍ程度の厚さで塗布するようにしている。
また、この水系エポキシウレア樹脂セメントモルタル１２は、接着性が高く、床基盤１０が湿潤状態でも施工が可能で、しかも、セルフレベリング性を有しているため、施工性のよい流し延べ工法が行え、短工期で施工が可能である。
この水系エポキシウレア樹脂セメントモルタル１２は、顔料、カルボン酸系分散剤及びアミン系硬化促進剤を混入したエポキシ変性ポリオールエマルションを主剤とし、この主剤に、硬化剤としてポリイソシアネート、粉体としてセメント及び細骨材を混合した組成物とされている。
上層の導電材料を混入した水系エポキシウレア樹脂セメントモルタル１４は、下層の水系エポキシウレア樹脂セメントモルタル１２によって不陸、吸水が除かれるため、厚さを薄くして、２ｍｍ程度の厚さで塗布するようにしている。
この上層の導電材料を混入した水系エポキシウレア樹脂セメントモルタル１４は、下層の水系エポキシウレア樹脂セメントモルタル１２と同様の、顔料、カルボン酸系分散剤及びアミン系硬化促進剤を混入したエポキシ変性ポリオールエマルションを主剤とし、この主剤に、硬化剤としてポリイソシアネート、粉体としてセメント及び細骨材を混合した組成物に、導電材料を混合して構成される。
導電材料としては、長さ０．５ｍｍ〜８ｍｍ、径１０μｍ〜２０μｍの短炭素繊維（１〜１０％）、金属酸化物、例えば、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化インジウム、チタン酸カリウム等及びアンチモン含有酸化化合物（１〜１０％）を混入するようにしている。
この導電材料は、粉体に混入する場合には、主剤と、硬化剤と、粉体との質量割合が３：３：９になるようにしている。
導電材料は、好ましくは、短炭素繊維を流動性の良好な主剤に混入すると均一に分散させることができ、帯電防止効果をさらに高めることができるもので、この場合の主剤と、硬化剤と、粉体との質量割合は４：３：８になるようにするとよい。
また、この導電材料にアンチモン含有酸化化合物を用いることで、帯電防止効果を高めることができる。
このように、帯電防止材に水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルを用いることで、摩耗、衝撃、滑り、薬品などの各種劣化外力に対して十分な耐久性能を有し、床面が損傷しても、極めて高い帯電防止性能を保持し、しかも、平滑で美しい仕上がりとなり、導電性能のばらつきがほとんどなく、均一な導電性能を保持することができる。
さらに、ワックスを塗布すると、汚染防止性能及び耐久性能を向上させることができる。
また、水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルは、ホルムアルデヒドなどの有害ガスを発生しないので、環境や人体の健康に悪影響を及ぼすことがない。
図２は、他の実施の形態にかかる帯電防止塗り床構造を示す図である。
この実施の形態にかかる帯電防止塗り床構造は、床基盤１０上に直接導電材料を混入した水系エポキシウレア樹脂セメントモルタル１４を塗布し、一層の帯電防止塗り床構造としている。
また、この場合の導電材料を混入した水系エポキシウレア樹脂セメントモルタル１４の厚さは、床基盤１０の不陸修正と、床基盤１０への水系エポキシウレア樹脂セメントモルタル１４の浸透量とを考慮して、１ｍｍ〜６ｍｍになるようにしている。
帯電防止床材の構成は、前記実施の形態と同様である。
次に、帯電防止塗り床材の帯電防止性能実験の結果について説明する。
［実験対象］
図３に示すように、床材Ａ〜Ｅの５種類を実験対象として実験を行った。
各床材の構成は以下の通りである。
床材Ａ：水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルに、導電材料として、短炭素繊維、酸化亜鉛系及びアンチモン含有酸化化合物を混入したもの（前記実施の形態における水系エポキシウレア樹脂セメントモルタル１４に相当）。
床材Ｂ：床材Ａの表面にワックスを塗布したもの。
床材Ｃ：無溶剤系エポキシ樹脂と水系エポキシ樹脂とを混合したものに、導電材料として、炭素繊維、鱗片状金属系導電材、金属系導電粉末、さらに、カーボン粉末を混入したもの。
床材Ｄ：溶剤系エポキシ樹脂に、導電材料として、カーボン粉末を混入したもの。
床材Ｅ：水系硬質ウレタン樹脂に、導電材料として、炭素繊維を混入したもの（アンチモン含有酸化化合物は混入されていない）。
試験体は、寸法が３００ｍｍ×３００ｍｍで、フレキシブル板表面に前記５種類の帯電防止塗り床材を所定の厚さで塗布したものを用いた。
［実験方法］
促進キャスター試験
キャスターの走行動作は、ＤＩＮ５４３２４（床材疲労試験）に準じてキャスター試験機で模擬した。
具体的には、ターンテーブルに固定された試験体の上にセラミックパウダー４０ｇをキャスターの走行部に一様に塗布し、キャスターが着いた円盤を試験体の上にセットした。
さらに、円盤におもりを載せ、総荷重を１２０ｋｇにして固定し、ターンテーブルを１４サイクル／分の速度で回転させて、１０、０００サイクルまで試験した。
なお、試験は、温度２０℃、６０％ＲＨの室内にて行った。
帯電防止性能の評価は、１、０００サイクル毎にセラミックパウダーを除去してから電気表面抵抗値を測定して行った。
［実験結果］
キャスター試験後の電気表面抵抗の変化を図３に示す。
帯電防止塗り床材の種類は、図３の上部に示した各帯電防止塗り床材対応の記号により表示している。
精密機器工場の帯電防止床では、通常、図３の太線で示すように、１０5Ω以上で１０9Ω未満の抵抗が要求されている。
実験の結果、床材Ｅにおいては、初期から表面抵抗１０13Ωを示した。
これは、材料の中に混入される導電材料が均一に分散されていないためと推測される（一部では表面抵抗１０8Ωを示す箇所もあった）。
床材Ａ及び床材Ｃにおいては、初期の表面抵抗は１０6Ω程度で、その後は緩やかに上昇し、７、０００サイクルで管理基準値を超える結果となった。
一方、表面にワックスを塗布した床材Ｂは、初期では、表面抵抗が１０7Ωと少し高めの値であったが、５、０００サイクルまでほぼ一定値を示し、その後８、０００サイクルにおいても管理基準値以下であり、摩耗による損傷が少なく帯電防止性能を長期間維持している。
床材Ｄは、１、０００サイクルを超える前に管理基準値を超えていた。
以上のように、水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルに導電材料アンチモン系含有酸化化合物を混入することにより高い導電性を付与することができると共に、床材が損傷しても長期間、安定した帯電防止性能を保持することができることが判明した。
本発明は、前記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の形態に変形可能である。
例えば、前記実施の形態では、一層の帯電防止塗り床構造について１ｍｍ〜６ｍｍの場合について説明したが、この例に限らず、床基盤の状態に応じて７ｍｍ以上にすることも可能である。
また、中間部にエポキシ樹脂プライマーを塗布することも可能である。
本発明の一実施の形態にかかる帯電防止塗り床構造を示す断面図である。 本発明の他の実施の形態にかかる帯電防止塗り床構造を示す断面図である。 キャスター試験後の電気表面抵抗の変化を示す図である。
符号の説明
１０ 床基盤
１２ 水系エポキシウレア樹脂セメントモルタル
１４ 導電材料を混入した水系エポキシウレア樹脂セメントモルタル

Claims (4)

  1. 床基盤上に、下層として水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルを塗布し、
    前記下層上に、上層として導電材料を混入した水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルを塗布したことを特徴とする帯電防止塗り床構造。
  2. 床基板上に、導電材料を混入した水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルを１ｍｍ〜６ｍｍ一層で塗布したことを特徴とする帯電防止塗り床構造。
  3. 請求項１または２において、
    前記水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルは、顔料、カルボン酸系分散剤及びアミン系硬化促進剤を混入したエポキシ変性ポリオールエマルションを主剤とし、この主剤に、硬化剤としてポリイソシアネート、粉体としてセメント及び細骨材を混合した組成物であり、
    前記導電材料を混入した水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルは、前記水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルに、長さ０．５ｍｍ〜８ｍｍ、径１０μｍ〜２０μｍの短炭素繊維、金属酸化物及びアンチモン系含有酸化化合物からなる導電材料を混合した組成物であることを特徴とする帯電防止塗り床構造。
  4. 顔料、カルボン酸系分散剤及びアミン系硬化促進剤を混入したエポキシ変性ポリオールエマルションを主剤とし、この主剤に、硬化剤としてポリイソシアネート、粉体としてセメント及び細骨材を混合した水系エポキシウレア樹脂セメントモルタルと、
    長さ０．５ｍｍ〜８ｍｍ、径１０μｍ〜２０μｍの短炭素繊維、金属酸化物及びアンチモン系含有酸化化合物からなる導電材料と、
    を混合した組成物からなることを特徴とする帯電防止塗り床材。
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