JP2014084685A - 床材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 本発明の床材1は、床材本体2と、前記床材本体2の上に設けられた表層3と、を有し、前記表層3が、電離放射線硬化性樹脂と帯電防止剤とを含み、前記帯電防止剤が、イオン性液体を含む。イオン性液体としては、室温で液体のアンモニウム塩、イミダゾリウム塩、ピロリジニウム塩、ピリジニウム塩、ホスホニウム塩などが用いられる。
【選択図】 図2
Description
また、床タイル、床シート等の床材において、摩擦などによって表面に静電気が生じる帯電現象が問題とされている。特に、樹脂製の床材に多く用いられる塩化ビニル樹脂は、多量の増量剤又は充填剤を含むため、静電気の発生が発生しやすい。床材に静電気が生じると、測定器、製造装置、医療機器、OA機器などの電子機器の作動に悪影響を与える虞れがある上、空気中のチリ等を付着させるために汚れの原因ともなる。このため、床材の帯電防止が重要な課題となっている。特に、クリーンルーム、コンピュータールーム、半導体製造工場などで用いられる床材は、帯電防止性に優れていることが強く求められている。
(1)床材を構成する樹脂中に、金属粉又はカーボンブラックのような導電性付与材を配合する方法。
(2)床材を構成する樹脂中に、ポリオレフィンのような非極性の高分子系材料を配合する方法。
(3)床材を構成する樹脂中に、陽イオン界面活性剤、陰イオン界面活性剤、あるいは非イオン界面活性剤等の帯電防止性を有する界面活性剤を配合する方法。
(2)の方法にあっては、十分な帯電防止効果を得ることは難しいことから、(1)の導電性付与材を併用することになり、(1)の方法と同様の問題があった。
(3)の方法に用いられる界面活性剤タイプの帯電防止剤としては、第4級アンモニウム塩、ピリジン誘導体などに代表される陽イオン界面活性剤、アルキル硫酸エステル塩などに代表される陰イオン界面活性剤、多価アルコールの部分脂肪酸エステル及びそのエチレンオキサイド付加物など代表される非イオン界面活性剤、ベタイン形カルボン酸誘導体などに代表される両性界面活性剤がある。
本発明のさらに好ましい床材は、前記イオン性液体が、室温で液体のアンモニウム塩、イミダゾリウム塩、ピロリジニウム塩、ピリジニウム塩、ホスホニウム塩からなる群から選ばれる少なくとも1種である。
また、本発明の床材は、帯電防止剤が表面にブリードし難いので、表面が汚れることを軽減できる。
本明細書において、ある層又は部材の「表面」は、床材を敷設する床面から遠い側の面を指し、「裏面」は、その反対側の面(床材を敷設する床面に近い側の面を指す。
本明細書において、「AAA〜BBB」という記載は、「AAA以上BBB以下」を意味する。
また、各図における、ある層及び部材の厚み及び大きさなどの寸法は、実際のものとは異なっていることに留意されたい。
図1は、本発明の床材の1つの実施形態を示す平面図であり、図2は、その床材を厚み方向で切断した断面図の拡大である。
図1及び図2において、本発明の床材1は、床材本体2と、前記床材本体2の上に設けられた表層3と、を有する。
必要に応じて、床材本体2と表層3の間に、化粧層24を設けてもよい。また、表層3を床材本体2に強固に接着するために、床材本体2と表層3の間に、プライマー層4を設けてもよい。
前記表層3は、電離放射線硬化性樹脂と、帯電防止剤と、を含み、前記帯電防止剤として、少なくともイオン性液体が用いられている。
床材本体2は、床材1の強度及び重量を構成する主たる部分である。
本発明では、床材本体2は、主として合成樹脂から形成されている。もっとも、床材本体2は、合成樹脂以外を用いて形成することもできる。
前記床材本体2は、例えば、樹脂層22を有し、必要に応じて、前記樹脂層22の裏面に裏面層21が設けられ、さらに、前記樹脂層22内には、形状安定化層23が設けられる。
前記裏面層21としては、樹脂製シート、不織布(フェルトを含む)、織布及び紙などが挙げられる。
前記不織布としては、スパンボンド不織布、サーマルボンド不織布、ケミカルボンド不織布、ニードルパンチ不織布、スパンレース不織布などが挙げられる。これらは、1種単独で又は2種以上を併用できる。中でも、スパンボンド不織布を用いることが好ましい。
不織布及び織布を構成する繊維の材質は特に限定されず、例えば、ポリエステル、ポリオレフィンなどの合成樹脂繊維;ガラス、カーボンなどの無機繊維;天然繊維などが挙げられる。
前記裏面層21の厚みは、特に限定されないが、例えば、0.1mm〜1mmであり、好ましくは0.2mm〜0.6mmである。前記不織布の目付けは特に限定されないが、好ましくは30g/m2〜50g/m2である。
裏面層21の厚みが小さすぎる又は目付けが小さすぎると、床材1の反りを十分に防止できないおそれがある。
前記樹脂層22の合成樹脂成分としては、特に限定されず、従来公知のものを用いることができ、一般的には、熱可塑性樹脂が用いられる。
前記熱可塑性樹脂としては、塩化ビニル樹脂;オレフィン樹脂;エチレン−酢酸ビニル共重合体などの酢酸ビニル樹脂;エチレン−メタクリレート樹脂などのアクリル樹脂;アミド樹脂;エステル樹脂;オレフィン系エラストマー、スチレン系エラストマーなどの各種エラストマーなどの各種エラストマー;ゴムなどが挙げられる。これらは、1種単独で、又は2種以上を併用できる。優れた可撓性を有し、安価であることから、塩化ビニル樹脂を主成分とする樹脂層22が好ましい。塩化ビニル樹脂を主成分とする樹脂層22を有する床材1は、柔軟性に優れているので、歩行感が良好であり、さらに、湾曲させながら床面(床材1を敷設する施工面)に施工できる。
前記樹脂層22には、通常、上記樹脂以外に各種添加剤が含まれる。添加剤としては、従来公知のものを使用でき、例えば、充填剤、可塑剤、難燃剤、安定剤、酸化防止剤、滑剤、着色剤、発泡剤、帯電防止剤などが挙げられる。
前記樹脂層22の厚みは、特に限定されないが、例えば、0.3mm〜3mmであり、好ましくは0.5mm〜1mmである。
形状安定化層23は、図2に示すように、複数層設けられていてもよいし、1層だけでもよい。形状安定化層23が複層からなる場合、各層は、同一又は異なっていてもよい。
なお、形状安定化層23を設ける場合、形状安定化層23は、図示したように、樹脂層22の厚み方向中間部に設けられていてもよいし、特に図示しないが、化粧層24の裏面側に設けられていてもよい。
前記化粧層24は、熱可塑性樹脂によって形成できる。熱可塑性樹脂としては、上記樹脂層22の欄で例示したようなものが挙げられ、樹脂層22に強固に密着することから、塩化ビニル樹脂を主成分とする樹脂が好ましい。前記化粧層24は、着色剤が混合された熱可塑性樹脂層から形成されていてもよいし、或いは、着色剤と着色剤の色彩以外の色を呈する樹脂チップとが混合された熱可塑性樹脂層から形成されていてもよい。また、前記化粧層24は、熱可塑性樹脂層の上面に直接印刷を施す又は印刷の施された樹脂フィルムを積層することにより形成されていてもよい。さらに、前記熱可塑性樹脂層又は樹脂フィルムなどからなる化粧層24にクリア層を設けられてもよい。
前記化粧層24の厚みは特に限定されないが、例えば、0.03mm〜1.0mmであり、好ましくは0.05mm〜0.80mmである。例えば、厚み0.05mm〜0.2mmの印刷済み樹脂フィルム(化粧層24)に、厚み0.1mm〜1.0mmのクリア層を設けたものを用いることができる。
表層3は、床材1の最も表面側に位置する層であって、床材本体2の表面を保護する層である。
表層3は、透明又は不透明でもよいが、表層3の裏面側に設けられた化粧層24などの意匠を視認できるようにするため、透明であることが好ましい。
前記表層3は、帯電防止剤を配合した電離放射線硬化型樹脂組成物を塗布することによって塗膜を形成し、次いで、電離放射線を照射することによって前記塗膜を硬化させることによって形成される。
前記電離放射線硬化型樹脂組成物は、主成分となる、電離放射線硬化性モノマー及び/又はオリゴマーに加えて、添加物として帯電防止剤、及び、必要に応じてラジカル重合開始剤、電離放射線吸収剤、電離放射線安定剤などのその他の成分を含む。
前記硬化性モノマー又はオリゴマーとしては、電離放射線によって硬化可能であれば特に限定されない。前記硬化性モノマーとしては、表層3に要求される硬度や光沢、耐汚染性などの特性を有し、塗工に適当な従来公知の単官能モノマーや2官能モノマー、3官能以上の多官能モノマーを1種単独で又は2種以上併用できる。前記硬化性オリゴマーとしては、表層3に要求される硬度や光沢、耐汚染性などの特性を有し、塗工に適当なビスフェノールA型、ノボラック型、ポリブタジエン型のエポキシ(メタ)アクリレート、ポリエーテル型のウレタン(メタ)アクリレートなどのオリゴマーを1種単独で又は2種以上併用できる。
比較的強固な表層3を形成でき且つ汎用的であることから、紫外線によって硬化する硬化性モノマー又はオリゴマーを用いることが好ましい。
硬化性モノマー又はオリゴマーとしては、分子中に(メタ)アクリレート基、(メタ)アクリロイルオキシ基等の重合性不飽和結合基又はエポキシ基等を有するモノマー又はオリゴマーが挙げられる。
これらの中では、適度な柔軟性を有し、耐熱性、耐薬品性、耐久性に優れた床材1を形成でき、さらに、床材本体との密着性に優れていることから、ウレタン(メタ)アクリレートを用いることが好ましい。
前記硬化性モノマー又はオリゴマーの分子量は、特に限定されないが、例えば、200〜10000の範囲内などが挙げられる。
前記ラジカル重合開始剤としては、例えば、2,2−ジメトキシ−2−フェニルアセトフェノン、アセトフェノン、ベンゾフェノン、キサントン、3−メチルアセトフェノン、4−クロロベンゾフェノン、4,4’−ジメトキシベンゾフェノン、ベンゾインプロピルエーテル、ベンジルジメチルケタール、N,N,N’,N’−テトラメチル−4,4’−ジアミノベンゾフェノン、1−(4−イソプロピルフェニル)−2−ヒドロキシ−2−メチルプロパン−1−オン、その他のチオキサント系化合物などが挙げられる。
前記イオン性液体は、常温溶融塩とも呼ばれ、帯電防止性(導電性)を有し、通常の塩のようにアニオン成分とカチオン成分から構成されているにもかかわらず、室温(通常、30℃)または比較的低い温度(例えば、150℃以下)で液状を呈する塩(イオン性化合物)をいう。好ましくは、室温で液状を呈する塩である。特別な性質は、この化合物の融点が低いことにあり、液体状態でポリマー膜との適合性がある。このイオン性液体の融点が低い理由としては、イオンの大きさ、及び、イオン間の静電相互作用が関係しているものと推定される。さらに、前記イオン性液体は、蒸気圧が低く、不揮発性であり、同時に、不燃性・難燃性であるという特徴も有する。これは、分子間に静電的相互作用が働くため、イオンが拘束されるためであると推測される。
イオン性液体は、通常の有機溶媒のように一部がイオン化・解離しているのではなく、イオンのみから形成されている、すなわち液体の100質量%(全て)がイオン化していると考えられている。
前記界面活性剤タイプの帯電防止剤は、空気中の水分を吸着し、分極化することによって帯電防止性(導電性)を発揮するものをいう。
前記界面活性剤タイプの帯電防止剤の具体例としては、例えば、ポリエチレンオキシド、ポリエーテルエステルアミド、ポリエーテルアミドイミド、エチレンオキシド―エピハロヒドリン共重合体、メトキシポリエチレングリコール(メタ)アクリレート共重合体などが挙げられる。
前記界面活性剤タイプの帯電防止剤は、適当な溶媒に溶解されて使用される。
なお、前記界面活性剤タイプの帯電防止剤を配合する場合には、その配合量は、硬化性モノマー又はオリゴマー100質量部に対して、1質量部〜5質量部程度である。
前記表層3の厚みは、特に限定されないが、例えば、1μm〜100μmであり、好ましくは5μm〜70μmであり、より好ましくは10μm〜50μmである。
特に、従来の床材で用いられている、室温で固体の第4級アンモニウム塩の帯電防止剤は、低湿度環境下では、電気を逃がし難くなる(帯電防止効果が低下する)。この点、イオン性液体を用いた本発明の床材は、湿度に拘わらず、優れた帯電防止性を有する。
本発明の床材1の体積抵抗値は、温度23℃、湿度25%の環境下で、2.05×109Ω以下であり、好ましくは、1.2×109Ω以下であり、より好ましくは、1.0×109Ω以下である。
本発明の床材1の表面抵抗値は、温度23℃、湿度25%の環境下で、2.0×1010Ω以下であり、好ましくは、1.2×1010Ω以下であり、より好ましくは、1.0×1010Ω以下である。
前記表面抵抗値は、電導床・帯電防止床の電気的な性能の評価方法が規定されているNFPA(National Fire Protection Associationの規格)99に準拠し測定される値である。
これらの抵抗値は、施工方法、条件を含む管理値として、適切なものである。
本発明の床材は、例えば、次の工程を経て製造することができる。
(床材本体の形成工程)
床材本体の形成工程は、床材本体を形成する工程である。
例えば、樹脂層形成材料を、ペーストゾルのゲル化、又は、カレンダー成形若しくは押出成形などによって形成する。
ペーストゾルのゲル化によって樹脂層を形成する場合には、展開用フィルムなどの展開面に樹脂層形成材料を塗布して塗膜を形成する。
前記樹脂層形成材料は、前記樹脂層の欄で述べたような、熱可塑性樹脂及び添加剤からなり、好ましくは、塩化ビニル樹脂及び添加剤からなる。
形状安定化層を設ける場合には、前記樹脂層形成材料の塗膜の上に、形状安定化層となる不織布などを積層し、その上から、前記樹脂層形成材料を重ね塗布して塗膜を形成する。さらに、裏面層を設ける場合には、その塗膜の上に、裏面層となる樹脂製シートなどを積層する。
このようにして、裏面層、樹脂層、形状安定化層、樹脂層及び化粧層が順に積層された未固化の床材本体を得ることができる。
加熱温度は、樹脂の種類に応じて適宜設定されるが、塩化ビニル系樹脂である場合には、好ましくは135℃〜155℃であり、より好ましくは140℃〜150℃である。
加熱時間は、樹脂の種類に応じて適宜設定されるが、塩化ビニル系樹脂である場合には、好ましくは50秒〜65秒であり、より好ましくは55秒〜60秒である。
加熱温度が低すぎる又は加熱時間が短すぎると、プリゲル化が十分に行われず、次の工程で破損するおそれがある。
表層の形成工程は、前記床材本体の表面に表層を形成する工程である。
例えば、表層形成材料を前記床材本体の表面(例えば、化粧層の表面)に塗布して塗膜を形成する。必要に応じて、床材本体の表面にプライマー層を形成した後に、そのプライマー層の表面上に前記表層形成材料を塗布して塗膜を形成してもよい。
表層形成材料は、前記表層の欄で述べたような、電離放射線硬化型樹脂組成物を用いることができる。
すなわち、表層形成材料は、電離放射線硬化性モノマー及び/又はオリゴマー及びイオン性液体を含む帯電防止剤を含み、必要に応じて、ラジカル重合開始剤、電離放射線吸収剤、電離放射線安定剤などのその他の成分を含む。
前記電離放射線硬化性モノマー及び/又はオリゴマーが固体状である場合には、これらは溶剤に溶解又は分散される。
前記表層形成材料を塗布して得られた、未硬化の塗膜を、必要に応じて乾燥する。
前記市販の電離放射線硬化樹脂塗料は、硬化性モノマー及びオリゴマーの少なくとも何れか一方と光重合開始剤とを含み、さらに、溶剤、レベリング剤、微粒子、充填剤、分散剤、可塑剤、紫外線吸収剤、界面活性剤、酸化防止剤及びチクソトロピー化剤などから得らばれる少なくとも1種の添加剤が含まれている。かかる市販の塗料は、そのまま又は必要に応じて粘度調製をした上で、表層に塗布することにより、前記未硬化の塗膜を形成できる。
前記市販の塗料としては、代表的には、紫外線硬化性の樹脂組成物が挙げられ、具体的には、例えば、オーレックス(中国塗料(株)製)、アデカオプトマー(旭電化工業(株)製)、コーエイハード(広栄化学工業(株)製)、セイカビーム(大日精化工業(株)製)、EBECRYL(ダイセル・サイテック(株)製)、ユニディック(DIC(株)製)、サンラッド(三洋化成工業(株)製)などが挙げられる。
電離放射線を照射する装置としては、低圧水銀ランプ、中圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、超高圧水銀ランプ、ハロゲンランプ、カーボンアーク灯、メタルハライドランプ、キセノンランプ、窒素レーザー、電子線加速装置、放射性元素の線源などが挙げられる。電離放射線の照射量は、硬化性モノマーなどに応じて適宜設定されるが、例えば、紫外線波長365nmでの積算光量で、50〜5,000mJ/cm2程度が挙げられる。
以上のようにして、床材本体の表面に表層が強固に接着した、本発明の床材を得ることができる。
(1)電離放射線硬化型樹脂組成物として、ウレタンアクリレート系紫外線硬化型塗料(中国塗料株式会社製、商品名「オーレックスUV146B」)を使用した。この塗料は、ウレタンアクリレートモノマー又はオリゴマーに、微量の重合開始剤及び添加剤が配合されており(ただし、帯電防止剤は配合されていない)、それ自体、塗工可能な液状のものである。
(2)アンモニウム塩のイオン性液体として、化研産業株式会社製の製品名「PR−IL1」を使用した。これは、30℃で液体であった。
(3)イミダゾリウム塩のイオン性液体として、1−ブチル−2,3−ジメチルイミダゾリウムテトラフルオロホウ酸塩(和光純薬工業株式会社製、CAS.NO.402846−78−0)を使用した。これは、30℃で液体であった。
(4)ピリジニウム塩のイオン性液体として、1−ブチル−3−メチルピリジニウムテトラフルオロホウ酸塩(和光純薬工業株式会社製、CAS.NO.597581−48−1)を使用した。これは、30℃で液体であった。
(5)ピロリジニウム塩のイオン性液体として、1−メチル−1−プロピルピロリジニウム=ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(和光純薬工業株式会社製、CAS.NO 223437−05−6)を使用した。これは、30℃で液体であった。
(6)アンモニウム塩のイオン性液体として、ブチルトリメチルアンモニウム・ビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(和光純薬工業株式会社製、CAS.NO.258273−75−5)を使用した。これは、室温で液体であった。
(7)ホスホニウム塩のイオン性液体として、テトラブチルホスホニウムテトラフルオロボラート(東京化成工業製)を使用した。これは、30℃で固体であった。
(8)界面活性剤タイプの帯電防止剤として、第4級アンモニウム塩(勝田化工株式会社製、商品名「ST55」)を使用した。この第4級アンモニウム塩自体は、30℃で固体であるが、商品名「ST55」の製品は、溶媒に第4級アンモニウム塩を溶解させた液状物である。
上記電離放射線硬化型樹脂組成物100質量部に対し、帯電防止剤として上記(2)のアンモニウム塩のイオン性液体を5.0質量部加えて十分に混合し、表層形成材料を調製した。
この表層形成材料を、塩化ビニル製床タイル(東リ(株)製、商品名「ルースレイLLフリー500」)の上に、ナチュラルロールコート法により均一な厚みで塗布した後、直ちに空気中において有電極紫外線ランプで紫外線を照射することにより、硬化性モノマー又はオリゴマーを重合させて、厚み約30μmの表層を形成した。このようにして実施例1の床材を作製した。
上記(2)のアンモニウム塩のイオン性液体の配合量を4.5質量部としたこと以外は、実施例1と同様にして床材を作製した。
上記(2)のアンモニウム塩のイオン性液体の配合量を4.0質量部としたこと以外は、実施例1と同様にして床材を作製した。
上記(2)のアンモニウム塩のイオン性液体の配合量を3.5質量部としたこと以外は、実施例1と同様にして床材を作製した。
上記(2)のアンモニウム塩のイオン性液体の配合量を2.5質量部としたこと以外は、実施例1と同様にして床材を作製した。
上記(2)のアンモニウム塩のイオン性液体の配合量を2.0質量部としたこと以外は、実施例1と同様にして床材を作製した。
上記(2)のアンモニウム塩のイオン性液体の配合量を1.5質量部としたこと以外は、実施例1と同様にして床材を作製した。
上記(2)のアンモニウム塩のイオン性液体に代えて、イミダゾリウム塩のイオン性液体を5質量部加えたこと以外は、実施例1と同様にして床材を作製した。
上記(2)のアンモニウム塩のイオン性液体に代えて、ピリジニウム塩のイオン性液体を5質量部加えたこと以外は、実施例1と同様にして床材を作製した。
上記(2)のアンモニウム塩のイオン性液体に代えて、ピロリジニウム塩のイオン性液体を5質量部加えたこと以外は、実施例1と同様にして床材を作製した。
上記(2)のアンモニウム塩のイオン性液体に代えて、上記(6)のアンモニウム塩のイオン性液体を5質量部加えたこと以外は、実施例1と同様にして床材を作製した。
上記(2)のアンモニウム塩のイオン性液体に代えて、ホスホニウム塩のイオン性液体を5質量部加えたこと以外は、実施例1と同様にして床材を作製した。
表層を形成せず、塩化ビニル製床タイル(東リ(株)製、商品名「ルースレイLLフリー500」)そのものを比較例1の床材とした。
イオン性液体を配合せず、界面活性剤タイプの帯電防止剤として第4級アンモニウム塩(製品となった液状物)を5.0質量部配合したこと以外は、実施例1と同様にして床材を作製した。
イオン性液体を配合しなかったこと以外は、実施例1と同様にして床材を作製した。
各実施例及び比較例の床材について、それぞれ表面抵抗値及び体積抵抗値を測定した。
体積抵抗値は、JISA1454(「高分子系張り床材試験方法」)の23の電気的特性試験に準じて、電導床・帯電防止床の電気的な性能の評価方法によって、金属板の上に載置したサンプル(床材)の上に電極を設け、絶縁抵抗値計(Chauvin Arnoux社製、製品名「メグオームメーター CA6541」)から500Vの電圧を30秒間印加して抵抗値を測定した。
また、表面抵抗値は、NFPA99に準拠し、床材の表面における、914mm離れた2点間の表面抵抗を前記絶縁抵抗計を用いて測定した。
体積抵抗値及び表面抵抗値は、温度23度で湿度25%環境下、及び、温度2度で湿度25%環境下のそれぞれにおいて測定した。
それらの結果を表1に示す。
2 床材本体
3 表層
Claims (3)
- 床材本体と、前記床材本体の上に設けられた表層と、を有し、
前記表層が、電離放射線硬化性樹脂と帯電防止剤とを含み、
前記帯電防止剤が、イオン性液体を含む、床材。 - 前記イオン性液体が、電離放射線硬化性樹脂100質量部に対し、1質量部〜20質量部含まれている、請求項1に記載の床材。
- 前記イオン性液体が、室温で液体のアンモニウム塩、イミダゾリウム塩、ピロリジニウム塩、ピリジニウム塩、及びホスホニウム塩からなる群から選ばれる少なくとも1種である、請求項1または2に記載の床材。
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