JP2019536241A - 非導電性遮水層の下に適用するための導電性材料 - Google Patents

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Abstract

本発明は、漏れ検出の用途向けの導電性材料に関する。導電性多層材料は、屋根および他の漏れ防止構造上の水密性検査に特に好適である。非導電性遮水層の下に適用するための導電性材料（１）は、不織ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）またはＰＰ（ポリプロピレン）ポリマ層（２）と、このポリマ層（２）の全表面を均一に覆う導電性カーボンおよび／または金属粒子（４）ならびにアクリル系バインダ（５）で構成された導電性粒子コーティング（３）とを含む。本発明は、さらに、前記導電性材料の製造方法ならびにその使用に関する。【選択図】図１

Description

本発明は、漏れ検出の用途向けの導電性多層材料に関する。導電性多層材料は、屋根および他の漏れ防止構造上の水密性検査に特に好適である。本発明は、さらに、前記導電性多層材料の製造方法ならびにその使用に関する。
屋根または他の漏れ防止構造の目的は、人々およびその所有物を気候要素から保護することにあるため、屋根または他の漏れ防止構造の遮水特性は１つの考慮事項である。構造の水密性を制御する手段を提供することが必要である。いくつかの方法および装置が開発されてきたが、残念ながらそのいずれも、今日までのところ有意な精度、有効性または耐性を示すものではない。例えば、屋根のシール損傷の検出遅延および場所は、屋根構造全体さらには建物自体にも多大な損傷をひき起こす可能性がある。したがって、精確かつ有効な漏れ検出の適用を実行し、その間に環境および機械的損傷に対する耐性を有するような封止剤を開発する必要がある。
欧州特許第２４８８３６１号明細書は、アスファルトシート製の導電性内部層を含む多層封止構造を生産する方法、およびこのような封止構造用のアスファルトシートを開示している。
独国特許発明第１９６３８７３３号明細書は、プラスチックシール損傷検出方法を開示している。
米国特許第５３６２１８２号明細書は、その浸透性に関して監視することのできる地表下不透性シートを有する廃棄物投棄埋立て地について開示している。
米国特許第５８５０１４４号明細書は、上位および下位絶縁ポリマ樹脂層の間の導電性網目スクリムの積層品として形成された、漏れ試験可能な流体不透浸性膜を開示している。
米国特許第８６０４７９９号明細書は、構造シールの内側または外側に配設され構造シールの実質的に表面全体にわたり延在する導電性層を伴う構造シールを開示している。
独国特許出願公開第１００３６３６２号明細書は、内部で電圧分布が測定される外部電極とシーラント層の下の導電性層を有する例えば平屋根などの封止された建物構造からの漏れの位置特定用のシステムを開示している。
欧州特許出願公開第２３０９０４６号明細書は、少なくとも１つのポリマ不織層および少なくとも１つの非ポリマ繊維ファブリック層を含む多層ファブリック積層品において、前記層が少なくとも１つのＢステージバインダを用いて積層されたものである多層ファブリック積層品を開示している。
導電性層を含む上述の２層または多層材料の欠点は、封止すべき構造内へのその設置が複雑であることおよびその導電性が満足のいくものでないことにある。前記材料は、層間剥離を受ける傾向があり、これによりその測定精度および有効性は低減する。その上、複雑な設備はコストの増大を導く。さらに、最新の導電性層は、封止対象構造内の別個の点上またはその全体にわたり効果的な導電性特性を提供しない。したがって、本発明の目的は、導電性特性が増大し封止すべき構造内の設置がより容易で、かつ機械的特性が増大した導電性層を創出することにある。
本発明の目的は、例えばＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）材料シートなどの非導電性遮水層の下に適用するための導電性材料を設計することによって達成される。多層材料は、不織ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）またはＰＰ（ポリプロピレン）ポリマ層、および導電性粒子とアクリル系バインダを有する導電性粒子コーティングで構成される。導電性粒子は導電性カーボンおよび／または金属粒子である。導電性粒子コーティングは、ペーストまたはフォームの形態であり得る。アクリル系バインダは導電性カーボンおよび／または金属粒子を包含するかまたは、この導電性カーボンおよび／または金属粒子でドープされている。別の実施形態において、不織ポリマ層は、導電性カーボンおよび／または金属粒子ならびにアクリル系バインダを含む導電性粒子化合物を用いて浸漬またはドープされてよい。
導電性カーボンおよび／または金属粒子は、０．１〜２０マイクロメートルの範囲内にある。以下の範囲内で、粒子、特にカーボン粒子は、最も好ましい導電性特性を材料内部に有する。別の実施形態において、導電性カーボンおよび／または金属粒子は０．２〜５マイクロメートルの範囲内にある。粒子は、粒子が相互に連結されるような量でポリマ層の全てまたは全表面にわたって置かれる。したがって、表面部域全体が均一な導電性特性を示す。アクリル系バインダ内部の導電性カーボンおよび／または金属粒子は、導電性粒子コーティングの抵抗が１０００Ω／ｓｑ以下となるような量でポリマ層の表面全体を均一に覆う。
内部に導電性粒子が配設されるアクリル系バインダにより、導電性材料の製造中の圧力または熱処理の使用が回避される。したがって、導電性材料の製造の複雑性が軽減される。
アクリル系バインダおよびその中にドープされた導電性カーボンおよび／または金属粒子の上述の組合せは、約１０００Ω／ｍ２以下の材料抵抗を達成する能力を提供する。
不織ＰＥＴまたはＰＰポリマ層は、好ましくは、直接または発泡コーティングを用いてペーストまたはフォーム導電性粒子コーティングの被覆を受ける。
不織ＰＥＴまたはＰＰポリマ層の繊維は、０．９ｄｔｅｘ〜１６ｄｔｅｘ、好ましくは１．７ｄｔｅｘ〜６ｄｔｅｘの範囲内であり得る。前記繊維は、紡糸または撚糸の形態であり得る。
導電性粒子コーティング内の金属粒子は、アルミニウム、銅、アルミニウム−銅合金、銀、金、錫、クロム、鉄、モリブデン、ニオブ、ニッケル、ニッケル−クロム合金、パラジウム、白金、ケイ素、タンタル、チタンおよび／またはステンレス鋼を含む金属群から選択された金属粒子である。導電性粒子コーティングは、単層粒子としてのグラフェン内または多層形態のグラファイト内のカーボン粒子の組合せとのさまざまな金属の組合せであり得る。いくつかの実施形態において、導電性粒子コーティングは、任意の組合せでのカーボンおよび金属粒子の組合せであり得る。
ポリマ不織層上の導電性粒子コーティングの重量百分率（重量％）で表わした量は、１％〜５０％、好ましくは１０％〜４０％、より好ましくは１２％〜２５％の範囲内にある。
導電性カーボン粒子は、カーボンブラック、グラファイトおよびカーボンナノチューブを含む導電性カーボンの群から選択される。
本発明は同様に、前記導電性材料の製造方法において、
ａ） 不織ＰＥＴまたはＰＰポリマ層を提供するステップと；
ｂ） 導電性カーボンまたは金属粒子およびアクリル系バインダで構成された導電性粒子コーティングを提供するステップと；
ｃ） 不織ＰＥＴまたはＰＰポリマ層を導電性粒子コーティングで被覆するステップと；
を含む方法をも含む。
この方法はさらに、前記材料をＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）材料シート上に置くステップも含んでいる。多層材料は、積層品を用いて、ＰＶＣ材料シート上に置かれる。
不織ＰＥＴまたはＰＰポリマ層の被覆ステップは、直接コーティング；発泡コーティング；圧延；転写；噴霧；回転スクリーニング；カーテンまたはスロットダイコーティングまたは浸漬、という技術的プロセス群から選択される技術的プロセスによって、好ましくは直接コーティングまたは発泡コーティングを使用することによって実施される。
導電性多層材料は、屋根、壁さらには隧道構造または精確かつ効果的な漏れ検査が求めれる他の任意の構造などの漏れ検出の用途に使用される。
以下の開示は、図と併せて読んだ場合に、当業者がより良く理解できるものである。
導電性材料１の断面図を例示する。 ＰＶＣ防水材料１０上に被覆されたまたは置かれた導電性材料１の断片を例示する。 例示的屋根構造の全ての要素を示すための切取り部を有する、遮水された屋根構造の斜視図を例示する。
本発明の好ましい実施形態は、非導電性遮水層２０の下に適用するための導電性材料１である。導電性材料１は、不織ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）ポリマ層２と、導電性カーボン粒子４およびアクリル系バインダ５で構成された導電性粒子コーティング３とを含む。
別の実施形態において、不織ポリマ層２には、導電性カーボンおよび金属粒子４およびアクリル系バインダ５を含む導電性粒子コーティング３が漬浸またはドープされる。
別の実施形態はさらに、ＰＶＣ層１０に取付けられた導電性材料１を含む（図２参照）。以下の組合せが、封止すべきかつ漏れを制御すべき屋根構造または他の任意の構造上にいつでも置くことのできる状態のすぐに使える導電性多層材料を提供する。
屋根構造上で、導電性材料１は、遮水層４２、４３および４４の上方、特に絶縁表面層４４の上方に置かれる（図３）。屋根構造は、防湿材４１で覆われた支持構造４０を含み、この防湿材はその後遮水層４２、４３および４４で覆われる。遮水層は、絶縁基層４２、絶縁勾配形成層４３および絶縁表面層４４で構成される。屋根構造は、前記導電性材料１の上方に置かれる遮水層２０によって封止される。前記遮水層２０は、連結点２１を介して互いに連結される。さらに、屋根構造には、接点デバイス３０が具備されている。これらの接点デバイス３０は、漏れ検出の用途のために使用すべき封止検査装置（図示せず）と導電性多層材料１の間に電気的接続を提供するように構成されている。
本発明について、いくつかの実施形態に関連して説明してきたが、当業者であれば、本発明の範囲から逸脱することなくさまざまな変更を加え等価物で置換することが可能であることを理解するものである。したがって、本発明は、本明細書中で開示された特定の実施形態に限定されないよう意図されている。
１ 導電性材料
２ 不織ポリマ層
３ 導電性粒子コーティング
４ 導電性カーボンおよび／または金属粒子
５ アクリル系バインダ
１０ ＰＶＣ層
２０ 遮水層
２１ 連結点
３０ 接点デバイス
４０ 支持構造
４１ 防湿材
４２ 絶縁基層
４３ 絶縁勾配形成層
４４ 絶縁表面層
欧州特許第２４８８３６１号明細書 独国特許発明第１９６３８７３３号明細書 米国特許第５３６２１８２号明細書 米国特許第５８５０１４４号明細書 米国特許第８６０４７９９号明細書 独国特許出願公開第１００３６３６２号明細書 欧州特許出願公開第２３０９０４６号明細書

Claims (11)

  1. 非導電性遮水層の下に適用するための導電性材料（１）において、不織ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）またはＰＰ（ポリプロピレン）ポリマ層（２）と、０．１〜２０マイクロメートル、好ましくは０．２〜５マイクロメートルの範囲内の導電性カーボンおよび／または金属粒子（４）ならびにアクリル系バインダ（５）で構成された導電性粒子コーティング（３）と、を含む導電性材料（１）。
  2. アクリル系バインダ（５）が導電性カーボンおよび／または金属粒子（４）を包含し、導電性カーボンおよび／または金属粒子（４）がポリマ層（２）の全表面を均一に覆っている、請求項１に記載の導電性材料（１）。
  3. 不織ＰＥＴまたはＰＰポリマ層の繊維が、０．９ｄｔｅｘ〜１６．０ｄｔｅｘ、好ましくは１．７ｄｔｅｘ〜６．０ｄｔｅｘの範囲内にある、請求項１または２に記載の導電性材料（１）。
  4. 金属粒子（４）は、アルミニウム、銅、アルミニウム−銅合金、銀、金、錫、クロム、鉄、モリブデン、ニオブ、ニッケル、ニッケル−クロム合金、パラジウム、白金、ケイ素、タンタル、チタンおよびステンレス鋼を含む金属群から選択された金属粒子である、請求項１または２に記載の導電性材料（１）。
  5. 導電性カーボン粒子（４）が、カーボンブラック、グラファイトおよびカーボンナノチューブを含む導電性カーボンの群から選択される、請求項１または２に記載の導電性材料（１）。
  6. アクリル系バインダ（５）の内部の導電性カーボンおよび／または金属粒子（４）は、導電性粒子コーティング（３）の抵抗が１０００Ω／ｓｑ以下となるような量でポリマ層（２）の表面全体を覆っている、請求項１〜５のいずれか１つに記載の導電性材料（１）。
  7. 不織ＰＥＴまたはＰＰポリマ層（２）は、導電性粒子コーティング（３）がポリマ層（２）の一方の側または両側にあり得るかまたはポリマ層（２）の内部に浸透させられ得るような形で、前記コーティング（３）により被覆されている、請求項１〜６のいずれか１つに記載の導電性材料（１）。
  8. 前記材料（１）が、防水ＰＶＣ（ポリ塩化ビニル）材料シート（１０）に取付けられる、請求項１〜７のいずれか１つに記載の導電性材料（１）。
  9. ポリマ不織層上の導電性粒子コーティング（３）の重量％で表わした量が、１％〜５０％、好ましくは１０％〜４０％、より好ましくは１５％〜３０％の範囲内にある、請求項１〜８のいずれか１つに記載の導電性材料（１）。
  10. 請求項１〜９のいずれか１つに記載の導電性材料（１）の製造方法において、
    ａ） 不織ＰＥＴまたはＰＰポリマ層（２）を提供するステップと；
    ｂ） ０．２〜２０マイクロメートル、好ましくは０．２〜５マイクロメートルの範囲内の導電性カーボンまたは金属粒子（４）およびアクリル系バインダ（５）で構成された導電性粒子コーティング（３）を提供するステップと；
    ｃ） 不織ＰＥＴまたはＰＰポリマ層（２）を導電性粒子コーティング（３）で被覆するステップと；
    を含む方法。
  11. 不織ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）またはＰＰ（ポリプロピレン）ポリマ層（２）の被覆ステップが、直接コーティング；発泡コーティング；圧延；転写；噴霧；回転スクリーニング；カーテンまたはスロットダイコーティングまたは浸漬、という技術的プロセス群から選択される技術的プロセスによって、好ましくは直接コーティングまたは発泡コーティングを使用することによって実施される、請求項１０に記載の方法。
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