JP3746765B2 - 導電性を有する床面被覆材 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、導電性のある床面被覆材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特に湿度が低いときに、プラスチック製の床面被覆材上を歩行または走行することによって引き起こされる静電荷は、特に、敏感な電子コンポーネントにとっては深刻な問題である。電子コンポーネントは静電放電によって損傷したり、機能が損なわれたりする可能性がある。しかも発火しやすい物質が存在する領域では、静電放電が起きたときにフラッシオーバによって発火が生ずる危険性もある。特に計算センターや、電子コンポーネント、電子機器、放射線医学装置などの製造工場、手術室、あるいは空気に含まれる埃や粒子が少なくなるように配慮されるその他の室内のように、エアコンディショニングが行われているために湿度が低くなっている室内では、静電荷を防ぐことが重要である。
【０００３】
たとえばポリ塩化ビニルやゴム混合物などをベースとする、典型的に利用されている床面被覆材は、絶縁体である。このような床面被覆材は、導電性の充填物質や帯電防止剤などを混入することによって、導電性にすることができる。しかし十分な導電性を得るためには、典型的には３０から５０容積パーセントという、比較的多量の導電性充填物質を使用して、十分な導電性を実現しなければならない。導電性の充填物質としては特に、金属材料、導電性カーボンブラック、グラファイトなどが使用されるが、これらを必要量だけ用いると製品は黒色もしくは灰色になってしまう。また帯電防止剤を使用した場合には、この物質が湿度の変化に対して非常に激しく反応するために、効果が環境条件に大きく左右されてしまうという欠点がある。
【０００４】
ＥＰ−Ａ８６９ ２１７より、熱可塑性プラスチックからなる高度に圧縮された導電性の被覆材料を製造する方法が公知である。この場合、導電性物質を含む被覆を備えている熱可塑性プラスチックの粒子が高温高圧のもとで圧縮されて導電経路を備えるブロックとされ、次いで、この導電経路の方向に対して横向きに、所望の厚さをもつプレートに分割される。これらのプレートはその厚さの方向に、導電経路を有することになる。このようにして、熱可塑性プラスチックからなる明色で導電性のある床面被覆材が得られる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、導電性物質を最高でも３重量％しか含まない、導電性のある床面被覆材を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば上記の課題は、第１の粒子が少なくとも１つの顆粒化されたエラストマー材料でできているとともにマトリックスを形成し、このマトリックス中で第２の粒子が第１の粒子の粒子境界面に沿って電気導電経路を形成する、導電性のある床面被覆材によって解決される。
【０００７】
本発明による床面被覆材は、製造時に切断されてできた導電経路からなる不規則なパターンをもつ床面被覆材の製造を可能にする。本発明による導電性のあるエラストマー床面被覆材は、ＩＥＣ６１３４０に基づいて測定したとき、１０^５から１０^７Ωの範囲内の電気的な体積抵抗を有している。さらに本発明による導電性のあるエラストマー床面被覆材は、導電性のないエラストマー床面被覆材に匹敵する表面品質を備えていることを特徴としている。
【０００８】
【発明の実施の形態】
導電性のあるエラストマー床面被覆材は、顆粒粒子が、２から８ｍｍの間のメッシュ寸法をもつスクリーンを通過するエラストマー床面被覆材であるのが好ましい。顆粒粒子のサイズ、および単位面積あたりの導電経路の数により、最終製品の導電性を調整することができる。
【０００９】
導電性のあるエラストマー床面被覆材は、導電性のある第２の粒子として、それぞれの粒度が＜１５μｍであるカーボンブラック、グラファイト、金属粉末、または導電性ドーピングされた鉱物材料を含むことができる。
【００１０】
導電性ドーピングされた鉱物性の充填物質、たとえばアンチモンでドープされた酸化スズでコーティングされた雲母を含んでいる、導電性のあるエラストマー床面被覆材が格別に有利である。この実施形態は、カーボンブラックやグラファイトを用いた場合の黒色の導電経路とは対照的に、顔料に応じて着色された導電経路を構成することを可能にする。
【００１１】
導電性のある第２の粒子を０．０５から０．８重量％含んでいる、導電性のあるエラストマー床面被覆材が格別に有利である。これによれば、導電性物質の含有量がこのように非常に低いにもかかわらず、利用者の希望する範囲内の電気的な体積抵抗を有する、導電性のあるエラストマー床面被覆材が得られる。
【００１２】
したがって、カーボンブラックやグラファイトを用いた場合には黒色の導電経路を備えており、コーティングされたマイカを用いた場合には有彩色の導電経路を備える、導電性のあるエラストマー床面被覆材を提供することが可能である。たとえば視覚的な理由から、コーティングされたマイカと相応の顔料を用いることによって導電経路が有彩色で目立つようになっている、暗色を施されたエラストマー被覆を用いることも可能である。
【００１３】
本発明による導電性のあるエラストマー床面被覆材は、
ａ）１つまたは複数の加硫されていないエラストマー混合物を顆粒化し、
ｂ）２から８ｍｍのメッシュ寸法をもつスクリーンを通過する顆粒粒子を導電性物質でコーティングし、
ｃ）金型に入れて形状を付与し、第１の圧縮成形工程で、５から２００バールの固有の圧力と６０から１２０℃の温度で圧縮して架橋させ、
ｄ）ウェブまたはプレートに分割し、
ｅ）第２の圧縮成形工程で加硫する、
という手法で製造することができる。
【００１４】
本発明による方法は、導電性のないエラストマー床面被覆材が有する表面特性に匹敵する表面特性を有する、導電性のあるエラストマー床面被覆材の製造を可能にする。
【００１５】
導電性のあるエラストマー床面被覆材の製造は、導電性物質が顆粒粒子に転動塗布されるようにして行うのが好ましい。この方法は、顆粒粒子を導電性物質で効果的に覆うことを可能にし、導電性物質を少量使用するだけで、最終製品の意図した用途に必要とされる導電性が得られる。
【００１６】
導電性物質は、結合剤分散液の形態で塗布されるのが好ましい。それにより、一方では埃の付着が防止されるとともに、他方では最終製品の強度値が向上する。
【００１７】
そのために、水性のラテックス結合剤を用いるのが格別に好ましい。ラテックス結合剤の使用は、有機溶剤を不要とすることによって、安全対策に要するコストを低減するとともに、環境負荷を低減する。
【００１８】
さまざまな異なる色でパターンが施された、または楔形に筋の入った顆粒粒子が、統計学的に均等な分布で使用されるのが好ましい。このとき、明色の顆粒粒子を使用するのが格別に好ましい。
【００１９】
第２の圧縮成形工程での加硫は、１５０から１９０℃の温度と１００から２５０バールの固有の圧力で、２分から１０分の時間にわたって行うのが好ましい。この条件下で行われる加硫によって、従来の非導電性のエラストマー床面被覆材の表面特性に匹敵する表面特性を有する最終製品が得られる。
【００２０】
【実施例】
次に、２つの実施例と比較例を参照しながら、本発明を詳しく説明する。
実施例１
短軸スクリュー押出機に生ゴム混合物を装填した。この押出機にはブレーカープレートが取り付けられており、このブレーカープレートを通して生ゴムペーストが押し出され、そしてストランドの切り落としによって顆粒化される。この得られた顆粒化物を転動塗布によって導電性の物質で被覆し、さらに引き続き、最終製品に相応する面積の、しかしその最終製品の２倍もしくは数倍の厚みの金型に入れた。顆粒化物の量は、金型の容積に対して約５％という僅かな過剰量に調整されており、かつ温度８０℃ならびに圧力約１００バールで最終的な厚み１ｍｍあたり０．５分間、圧縮成形した。その後にこの材料を金型から取り出し、分割過程によって所望の最終的な厚みに分割した。さらに第２の圧縮成形過程において、温度約１８０℃および圧力約２００バールでもって、２ｍｍという最終的な厚みで４分間、平滑な、もしくは若干パターンが施された表面を有する、相応する厚さの金型中で最終製品に圧縮成形し、かつ加硫した。このようにして得られた導電性のエラストマー（床面被覆材）の表面は、孔が少なくかつ分割の溝がない。
比較例
実施例１に従って顆粒化されかつ被覆された生ゴムペーストを、温度１８０℃および圧力約２００バールで圧縮成形し、さらに加硫の終了まで処理した。得られたプレートを最終的な厚み寸法に分割することによって、分割の溝がありかつ他の表面の欠陥、例えば孔、を有する表面をもつ製品が得られた。この表面の欠陥は、床面被覆材として使用された場合に汚れを増加させる原因となる。
実施例２
ロール巻きシートのウェブをカッティングミル中で室温で、例えば１５ｍｍの口径のスクリーンインサートによって制限された粒度で粉砕することによって製造した生ゴム混合物からの粒状物に、カーボンブラック−ラテックス混合物を添加した。この場合には粒状物１０００ｇにつきカーボンブラック−ラテックス混合物５０ｇを使用した。このラテックス混合物は、固形分含量４７．５重量％を有するニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）ラテックス３２．９ｇ、水中に導電性カーボンブラックを２５重量％有する分散液１５．６ｇ、架橋剤、例えば硫黄、酸化亜鉛、ステアリン酸およびシクロヘキシルベンズトリアジルスルフェンアミドからなる混合物１．５ｇからなる。この粒状物とカーボンブラック−ラテックス分散体を注意深く混ぜ合わせた。例えば完全混合を十分な大きさの容器中で、転動塗布によって行なった。この混合の後に、被覆された粒状物を室温または３５℃までの温度で乾燥させ、さらに実施例１に従って、本発明による導電性のエラストマー（床面被覆材）に加工した。

Claims (9)

1. ａ）少なくとも１種の未加硫のエラストマー混合物を顆粒化し、
   ｂ）メッシュサイズ２〜８ｍｍのスクリーンを通過する顆粒化粒子を導電性物質でコーティングし、
   ｃ）金型に入れ、第１の圧縮成形過程で固有の圧力５〜２００バール及び温度６０〜１２０℃で圧縮成形して初期架橋させ、
   ｄ）ウェブまたはプレートに分割し、
   ｅ）第２の圧縮成形過程で加硫する
   ことを特徴とする、床面被覆材の製造方法。
2. 導電性の第２の粒子を前記顆粒化されたエラストマー粒子に転動塗布することを特徴とする、請求項１記載の床面被覆材の製造方法。
3. 導電性の第２の粒子を結合剤分散液の形で塗布することを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
4. 水性ラテックス結合剤を使用することを特徴とする、請求項３記載の方法。
5. 前記第２の圧縮成形過程の際の加硫を温度１５０〜１９０℃、固有の圧力１００〜２５０バールで２〜１０分間の時間で行なうことを特徴とする、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 粒度＜１５μｍの導電性物質、例えばカーボンブラック、グラファイト、金属粉末、または導電性ドーピングされた鉱物材料を使用することを特徴とする、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
7. 導電性ドーピングされた鉱物性充填材、例えばアンチモンでドープされた酸化スズで被覆された雲母を使用することを特徴とする、請求項６記載の方法。
8. 請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法によって製造された導電性床面被覆材であって、床面被覆材の上面と下面の間の空間に高分子材料製の第１の粒子が圧縮成形されてなり、前記第１の粒子が導電性の第２の粒子で取り囲まれており、この床面被覆材が少なくとも１種の切断面を有し、前記導電性の第２の粒子が床面被覆材の上面と下面を電気的に結合する導電経路を形成してなる導電性床面被覆材において、前記第１の粒子が、少なくとも１種の顆粒化されたエラストマー材料からなると共に、加硫されたマトリックスを形成しており、このマトリックス中で前記第２の粒子が前記第１の粒子の粒子境界に沿って導電経路を形成することを特徴とする、導電性床面被覆材。
9. 前記導電性の第２の粒子を０．０５〜０．８重量％含有していることを特徴とする、請求項８記載の床面被覆材。