JP2017031699A - 帯電防止床とそれを備える建物 - Google Patents

Abstract

【課題】人造黒鉛等を使用せずに形成でき、しかも高い導電性と良好な帯電防止機能を備えた帯電防止床と、それを備える建物を提供する。
【解決手段】帯電防止床は、絶縁性の繊維に導電性の金属をめっきして導電性を付与した導電性繊維からなる網状の導電体を埋設した、常温硬化型樹脂からなる導電層を備える。建物は、かかる帯電防止床を備える。
【選択図】なし

Description

本発明は、帯電防止機能を備えた帯電防止床とそれを備える建物に関するものである。

工場をはじめとする各種生産設備等の床として、例えばエポキシ樹脂等の、合成樹脂系の塗料を塗布して形成される塗り床が広く採用されている。
しかし合成樹脂系の塗り床は一般に電気抵抗の高い絶縁体であり、作業者がその上を歩行するだけで帯電しやすい上、帯電によって塗り床それ自体や作業者に蓄積される静電気を漏洩しにくいという問題がある。

そのため、例えば半導体素子等の電子部品の製造工程に使用するクリーンルーム等の高度の防塵性能が要求される床や、あるいは有機溶剤やガス等を取り扱うため静電気スパークの発生を高度に防止することが求められる床などに適用する塗り床は導電性として帯電防止機能を付与することが求められる。
絶縁体である合成樹脂をベースとした塗り床に帯電防止機能を付与するには、そのもとになる塗料に各種の導電材料を混入すればよいことが既に報告されている。

また安定した導電性を得るには、塗り床（帯電防止床）を導電性を有する下塗り層とカラーリングされた上塗り層（着色層）の積層構造とするのが好ましいことも知られている。
このうち下塗り層には、特に面方向の導電性を確保するために高い導電性を有することが求められ、かかる下塗り層は導電性付与剤としてカーボンブラックや黒鉛を配合した有機溶剤系の塗料によって形成されるのが一般的である。

しかし近年、有機溶剤系の塗料は現場施工時の臭気の問題や換気確保の問題等もあって敬遠されつつあり、水系で導電性の塗料（水系導電性プライマ）の開発が検討されている。
水系導電性プライマには、当然ながら高い導電性が求められるだけでなく、下地への良好な接着力と塗膜強度とを兼ね備えた下塗り層を形成できることも求められる。

そこで特許文献１において、これらの要求を満足する下塗り層を形成するために、エポキシ樹脂、自己乳化型硬化剤、および平均粒径１０〜４０μｍの人造黒鉛を組み合わせた水系導電性プライマが提案されている。

特開２００７−２６２２５４号公報

「静電気管理技術の基礎−増補改訂版−」二澤正行著、株式会社プラスチック・エージ刊、２００９年４月３０日増補版第１刷発行

近年、単に導電性を付与して防塵や静電気スパークの発生を防止するだけでなく、例えば作業者が床上を歩いたり作業したりした際に発生する静電気それ自体によって電子部品が破壊されることをも防止するため、帯電防止床には従来に比べてより一層高い帯電防止機能を有していることが求められるようになってきている。
例えば１００Ｖ以下の静電気で破壊される電子部品を扱う工場では、帯電防止床はその上を歩いたり作業をしたりした際の帯電によって作業者に蓄積される静電気の電位、すなわち人体帯電電位を、マージンを見て５０Ｖ以下に抑えることができる高い帯電防止機能を有していることが好ましい。

人体帯電電位を５０Ｖ以下に抑えるためには、人体−床間の抵抗値を、日本工業規格ＪＩＳ Ｃ６１３４０−４−５：２００７「静電気−特定応用のための標準的試験方法−人体と組み合わせた履物及び床システムの静電気防止性能の評価方法」の６．３「電気抵抗の測定」所載の測定方法に則って測定される値でもって表して１．５×１０^７Ω以下にしなければならないという研究結果がある（非特許文献１）。

特許文献１に記載の水系導電性プライマを用いて、かかる要求を満足する高い導電性を有する下塗り層、ひいては帯電防止床を形成するには人造黒鉛の量を増やすのが有効である。
ところが人造黒鉛の量を増やすと相対的にエポキシ樹脂の量が少なくなるため塗膜強度、特に落球試験などで評価される耐衝撃性が低下するという問題がある。

また特許文献１に記載の水系導電性プライマは、エポキシ樹脂と自己乳化型硬化剤と人造黒鉛をかく拌機によって混合した後に水を追加して調製される。これは自己乳化型硬化剤が、人造黒鉛の分散剤としても機能するためである。
エポキシ樹脂に自己乳化型硬化剤を配合した時点でエポキシ樹脂の硬化反応が開始されるため、水系導電性プライマはあらかじめ工場等で調整しておくことができず、その都度施工現場で調製しなければならない。

ところが先述のように平均粒径１０〜４０μｍの微細な人造黒鉛を施工現場で混合する作業をすると、多量の人造黒鉛が飛散して施工現場の周囲に美感的な問題や粉じん発生の問題を生じるおそれがある。
本発明の目的は、人造黒鉛等を使用せずに形成でき、しかも高い導電性と良好な帯電防止機能を備えた帯電防止床と、それを備える建物を提供することにある。

本発明は、常温硬化型樹脂からなる導電層を備え、前記導電層には、絶縁性の繊維に導電性の金属をめっきして導電性を付与した導電性繊維からなる網状の導電体が埋設されている帯電防止床である。
また本発明は、かかる本発明の帯電防止床を備える建物である。

本発明によれば、絶縁性の繊維に導電性の金属をめっきして導電性を付与した導電性繊維からなる網状の導電体を埋設することにより、人造黒鉛等を使用せずに、高い導電性を有する導電層を備え良好な帯電防止機能を有する帯電防止床と、それを備える建物を提供できる。

《帯電防止床》
本発明は常温硬化型樹脂からなる導電層を備え、前記導電層には、絶縁性の繊維に導電性の金属をめっきして導電性を付与した導電性繊維からなる網状の導電体が埋設されている帯電防止床である。
本発明によれば、絶縁性の繊維に導電性の金属をめっきして導電性を付与した導電性繊維からなる網状の導電体を埋設することによって、飛散等による様々な問題を生じるおそれのある人造黒鉛等を使用せずに高い導電性を有する導電層を備え、良好な帯電防止機能を有する帯電防止床を形成できる。

すなわち上記導電層中に埋設される網状の導電体は、電気的に連続した導電性繊維からなり層の面方向に電気的な広がりを有するため、かかる面方向の導電性に極めて優れている。
そのため当該導電体を埋設することによって、上記のように人造黒鉛等を使用せずに高い導電性を有する導電層を形成でき、当該導電層を含む帯電防止床に良好な帯電防止機能を付与できる。

〈導電体〉
網状の導電体を形成する導電性繊維としては、絶縁性の繊維に導電性の金属をめっきして導電性を付与したものが用いられる。
具体的には、例えば綿等の天然繊維やナイロン、ポリエステル等の化学繊維からなる群より選ばれた少なくとも１種の絶縁性の繊維に、銅や銀等の導電性の金属を湿式めっきや真空蒸着法等のドライプロセスなどによってめっきすることで導電性を付与した導電性繊維が好適に使用される。

かかる導電性繊維からなる導電体は、例えば日本工業規格ＪＩＳ Ｃ６１３４０−４−１：２００８「静電気−第４−１部：特定応用のための標準的な試験方法−床仕上げ材及び施工床の電気抵抗」の９．２「点間抵抗」所載の測定方法に則って測定される点間抵抗値が１０^４Ω以下、特に１０^１〜１０^２Ωオーダーであるのが好ましい。かかる点間抵抗値を有する導電体を用いることにより、先に説明した人体−床間の抵抗値が１．５×１０^７Ω以下の、高い導電性を有する導電層を形成できる。

なお当該導電性繊維に代えて、例えば銅、真鍮、鉄、ステンレス鋼等の金属線からなる網状体を使用することも考えられるが、かかる網状体は下地上に敷設する際等に塑性変形を加えると折れじわが付きやすく、折れじわがつくと平坦に敷設できないため取り扱いが難しいという問題がある。
また金属線の線径を例えばステンレス鋼であれば０．０３ｍｍ以下にすると網状体の柔軟性は向上するものの金属線が切れやすくなるため、依然として取り扱いが難しいという問題は解消されない。

これに対し、天然繊維や化学繊維等の本来的に柔軟でしかも切れにくい絶縁性の繊維を導電化した導電性繊維を用いることでこれらの問題を解消できる。
また本発明では、かかる導電性繊維を織布や不織布等に比べて開口率の大きい網状に織成した導電体を使用することにより、例えば下地上に当該導電体を敷設した上に常温硬化型樹脂を塗布して導電層を形成する際に、常温硬化型樹脂を導電体の開口を通して下地まで十分に浸透させることができ、当該下地に対する接着力に優れた導電層を形成できる。

〈常温硬化型樹脂〉
（エポキシ樹脂）
導電体とともに導電層を形成する常温硬化型樹脂としてはエポキシ樹脂が好ましい。
またエポキシ樹脂としては、帯電防止床の施工環境温度（特に室温）で液状を呈するため水等の溶剤が不要で、なおかつ乾燥および硬化時の収縮が小さいため下地の修正に適した種々の液状のエポキシ樹脂、特に液状でなおかつ硬化剤との反応によって硬化するいわゆる２液室温硬化タイプのエポキシ樹脂が好ましい。

（硬化剤）
２液室温硬化タイプのエポキシ樹脂と組み合わせる硬化剤としては、帯電防止床の施工環境温度（特に室温）でエポキシ樹脂を硬化させることができる種々の硬化剤が使用可能である。
かかる硬化剤としては、例えばジエチレントリアミン、トリエチレンテトラミン等の脂肪族アミン類またはその変成品、ｍ−フェニレンジアミン、ジアミノジフェニルメタン等の芳香族アミン類またはその変成品、無水フタル酸、ヘキサヒドロフタル酸無水物、ピロメリット酸無水物等の酸無水物類、ポリサルファイド、酸アミド、チオコール等の１種または２種以上が挙げられる。

（その他の成分）
エポキシ樹脂には導電性物質や着色剤を含有させてもよい。導電性物質や着色剤は、あらかじめエポキシ樹脂中に分散させた状態で供給できるため、従来の人造黒鉛等のような施工現場での飛散の問題等を生じるおそれがない。
導電性物質は、導電体を補助して導電層の導電性をさらに向上するために機能する。特に導電層の厚み方向の導電性を向上したり、導電体の開口部分での導電性の低下を抑制して導電層の全体での面方向の導電性を均一化したりするために寄与する。

かかる導電性物質としては、例えば導電性亜鉛華（酸化亜鉛、ＺｎＯ）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）などの導電性金属酸化物の１種または２種以上が挙げられる。
これら導電性金属酸化物は、通常は白色ないしは淡色を呈するため着色剤の色味を損なうことがなく、導電層の外観や美装性を向上できる。

また導電性物質としては、導電性金属酸化物に、例えば炭素繊維、金属繊維等の１種または２種以上を併用してもよい。
導電性物質の配合割合は、導電層の塗膜強度や耐久性の低下を防止しながら導電性をさらに向上することを考慮すると、エポキシ樹脂１００質量部あたり１０質量部以上、特に２０質量部以上であるのが好ましく、１００質量部以下、特に８０質量部以下であるのが好ましい。

なお配合割合は、２種以上の導電性物質を併用する場合は、その合計の配合割合を上記の範囲とすればよい。
また着色剤としては、導電層の色味に応じた１色または２色以上の各色の顔料等が使用可能である。着色剤の配合割合は、導電層の色味等に応じて適宜設定できる。
〈導電層〉
導電層は、先に説明したように下地上に導電体を敷設した上に常温硬化型樹脂を塗布して形成するのが好ましい。

詳しくは、まず下地上にゴムこて等を用いて常温硬化型樹脂の一部を薄く塗布し、それを粘着剤として機能させて導電体を敷設した上に、さらに常温硬化型樹脂を所定の厚みとなるように塗布したのち樹脂を硬化させて導電層を形成するのが好ましい。
これにより、導電体の周囲や下地との間等に空隙等を生じることなしに当該導電体を導電層中に埋設させることができ、空隙等によって導電層の塗膜強度が低下するのを防止できる。

しかも常温硬化型樹脂を導電体の開口を通して下地まで十分に浸透させて、当該下地と直接に接着した導電層を形成できるため、接着力や塗膜強度、特に耐衝撃性を向上できる。
すなわちエポキシ樹脂等の常温硬化型樹脂の硬化物からなる導電層の塗膜強度（凝集力）は、例えば下地としてのコンクリートの強度よりも大きいため、例えば建研式接着強度試験を実施した際にはコンクリートの下地が破壊される結果となる。また落球試験では、特許文献１に記載の従来の水系導電性プライマからなる下塗り層が１〜３回程度で破壊されるのに対し、上記の導電層は２０回を超える高い耐衝撃性を有する。

そのため本発明の帯電防止床においては、かかる導電層を下地上に直接に形成して下塗り層を省略できる。
また導電層は、埋設した導電体によって良好な導電性が確保され、常温硬化型樹脂には濃色の人造黒鉛等を配合する必要がないため白色ないしは淡色を維持できる。そのため導電層は、例えば着色剤の色味を損なうことなしに、その外観や美装性を向上できる。

そのため本発明の帯電防止床は、かかる導電層を最表層とすることができ、着色層も省略できる。
したがって本発明によれば、上記下塗り層や着色層を塗布して硬化させる工程を省略できるため、これまでは２日間ないし３日間かかっていた工期を僅か１日間に短縮できる。
例えば操業中の工場の床に帯電防止床を施工するために、その操業を２〜３日間にも亘って停止するのは、工場で生産される製品の生産性の観点から好ましくなく、工期の短縮は工費の削減と相まって極めて有効である。

ただし本発明では、下塗り層や着色層を完全に排除するものではない。必要に応じて、導電層の下に下塗り層を形成したり、導電層の上に着色層を形成したりしても構わない。
《建物》
本発明は、本発明の帯電防止床を備えることを特徴とする建物である。
かかる本発明の建物は、良好な帯電防止機能を有する本発明の帯電防止床を備えるため、特に１００Ｖ以下の静電気で破壊される電子部品を扱う工場等として好適である。

《実施例１》
〈導電体〉
導電体としては、絶縁性の繊維としてのポリエステルモノフィラメント（繊維径：２４μｍ）を銅めっきして導電性を付与した導電性繊維からなる網状の導電体〔セーレン(株)製のＳｕ−４Ｇ−１３２２７、厚み：５７μｍ、開口率：７２％〕を用いた。かかる導電体の点間抵抗値は１０^１〜１０^２Ωオーダーであった。

〈常温硬化型樹脂〉
（主剤）
主剤としては、エポキシ樹脂、当該エポキシ樹脂１００質量部あたり２５質量部の導電性亜鉛華、０．５質量部の炭素繊維、および１．４質量部の金属繊維を含む主剤〔住友ゴム工業(株)製のグリップコートＣ５０３〕を用意した。

（硬化剤）
硬化剤としては、変性脂肪族ポリアミン系硬化剤〔住友ゴム工業(株)製のグリップコートＨ５０６Ｓ〕を用意した。
〈帯電防止床の施工〉
上記主剤と硬化剤を質量比４：１で配合し、汎用かく拌機〔リョービ(株)製のパワーミキサＰＭ−８５０、羽根径：φ１５０ｍｍ〕を使用して２分間以上かく拌して常温硬化型樹脂を調製した。

次いで調製した常温硬化型樹脂の一部を、下地上にゴムこてを用いて薄く塗布し、それを粘着剤として機能させて導電体を敷設した上に、さらに常温硬化型樹脂を厚み１ｍｍとなるように約１ｋｇ／ｍ^２塗布したのち、樹脂を硬化させて導電層を形成し帯電防止床を施工した。
《実施例２》
導電体として、ナイロンメッシュに銀メッキをした網状の導電体〔三ツ冨士繊維工業(株)製のＡＧ６０、厚み：０．５ｍｍ〕を使用したこと以外は実施例１と同様にして帯電防止床を施工した。

導電体の点間抵抗値は１０^１〜１０^２Ωオーダーであった。
《比較例１》
導電体として、カーボン含有ナイロン繊維〔(株)クラレ製のクラカーボ（登録商標）ＫＣ−７９２Ｒ ＢＴ２２Ｔ４〕を平織したもの〔８メッシュ、目開き：２ｍｍ、点間抵抗値：１０^５〜１０^６Ωオーダー〕を用いたこと以外は実施例１と同様にして帯電防止床を施工した。

《比較例２》
〈水系導電性プライマの調製〉
エポキシ樹脂〔三菱化学(株)製のｊＥＲ（登録商標）８２８、ビスフェノールＡ型〕２０質量部、自己乳化型硬化剤〔大都産業(株)製のダイトクラールＸ、固形分：７０％〕１５質量部、硬化剤〔大都産業(株)製のダイトクラールＸＸ、３級アミン系〕３．５質量部、および人造黒鉛〔(株)小林商事製のＡＧＰ−特Ｓ、平均粒径３μｍ分級品、固定炭素：９７．０％〕２５質量部を汎用かく拌機〔リョービ(株)製のパワーミキサＰＭ−８５０、羽根径：φ１５０ｍｍ〕を使用してかく拌し、さらに水３６．５質量部を追加して分散、乳化させて水系導電性プライマを調製した。

このものは、特許文献１に記載の水系導電性プライマを再現したものである。
〈帯電防止床の形成〉
下地上に無溶剤型エポキシ樹脂プライマ〔アイカ工業(株)製のジョリエース（登録商標）ＪＥ−７１〕０．２ｋｇ／ｍ^２を塗布し硬化させて下地層を形成し、次いで上記水系導電性プライマを０．１５ｋｇ／ｍ^２塗布し硬化させて導電性下塗り層を形成したのち、さらに薄塗り導電上塗り材〔アイカ工業(株)製の導電トップコートＪＥ２５６１〕を０．１ｋｇ／ｍ^２ずつ２回塗布して温度２０℃、相対湿度５０％で１週間養生硬化させて上塗り層を形成して、３層構造の帯電防止床を施工した。

施工した３層構造の帯電防止床の点間抵抗値は１０^３〜１０^４Ωオーダーであった。
《人体−床間の抵抗値測定》
実施例、比較例で施工した帯電防止床における、人体−床間の抵抗値を、前出のＪＩＳ Ｃ６１３４０−４−５：２００７「静電気−特定応用のための標準的試験方法−人体と組み合わせた履物及び床システムの静電気防止性能の評価方法」記載の６．３「電気抵抗の測定」所載の測定方法に則って測定した。

測定器としてはミドリ安全(株)製の抵抗計テラオームメータを用い、実施例１、２、比較例１では施工した帯電防止床から埋設した導電体の一部を露出させて測定器のアース側に接続した。また比較例２では導電性下塗り層の施工時に、その端部に銅線の端を埋め込んでおき、導電性下塗り層から引き出した当該銅線を測定器のアース側に接続した。
また測定器のチャージ側のケーブル先端にはワニ口クリップを接続し、φ８ｍｍの鉄製シャフトを挟んだ。

次いで被験者に、鉄製シャフトを片手で握った状態で、裸足になって帯電防止床の上に立ってもらい、この状態で人体−床間の抵抗値を測定した。
そして測定値が１．５×１０^７Ωを超えたものを抵抗値不良（×）、１．０×１０^６Ωを超え１．５×１０^７Ω以下であったものを抵抗値通常レベル（△）、１．０×１０^６Ω以下であったものを抵抗値良好（○）と評価した。

《耐衝撃性評価》
汎用のエポキシ樹脂系プライマの主剤〔住友ゴム工業(株)製のグリップコートＣ３５５と、硬化剤〔住友ゴム工業(株)製のグリップコートＨ３５５〕とを所定の割合で配合してかく拌したものを、３００ｍｍ四方でかつ厚み６０ｍｍのコンクリート平板上に０．２ｋｇ／ｍ^２塗布し、硬化させて下地を調整した。

そしてこの下地上に実施例１、２、比較例１、２で説明した手順でそれぞれの帯電防止床を施工した。
施工した帯電防止床に対して、日本塗り床工業会試験方法ＮＮＫ−００２ ２０００「塗り床材の衝撃強さ試験方法」所載の落球試験を実施して、下記の基準で耐衝撃性を評価した。

×：５回以下の落球で塗膜の割れや浮きが生じた。耐衝撃性不良。
△：６回以上９回以下の落球で塗膜の割れや浮きが生じた。耐衝撃性通常レベル。
○：１０回以上落球させても塗膜に割れや浮きは生じなかった。耐衝撃性良好。
《総合評価》
以上２つの評価のうち１つでも「×」であったものは「×」、「△」２つ、または「○」１つと「△」１つであったものは「△」、「○」２つであったものは「○」と評価した。

以上の結果を表１に示す。

表の実施例１、２、比較例２の結果より、多量の人造黒鉛を配合した導電性下塗り層を含む多層構造の帯電防止床に代えて、網状の導電体を埋設した単層の帯電防止床を構成することにより、同等の良好な導電性を維持しながら耐衝撃性を向上できることが判った。
また実施例１、２、比較例１の結果より、かかる耐衝撃性に優れた帯電防止床に良好な導電性を付与するためには、網状の導電体として、絶縁性の繊維に導電性の金属をめっきして導電性を付与した導電性繊維からなるものを用いる必要があることが判った。

Claims (4)

1. 常温硬化型樹脂からなる導電層を備え、前記導電層には、絶縁性の繊維に導電性の金属をめっきして導電性を付与した導電性繊維からなる網状の導電体が埋設されている帯電防止床。
2. 前記絶縁性の繊維は天然繊維、および化学繊維からなる群より選ばれた少なくとも１種である請求項１に記載の帯電防止床。
3. 前記導電体は、点間抵抗値が１０^４Ω以下である請求項１または２に記載の帯電防止床。
4. 前記請求項１ないし３のいずれか１項に記載の帯電防止床を備える建物。