JPH02234982A - 改善された静電気特性を有するカーペット複合体 - Google Patents

改善された静電気特性を有するカーペット複合体

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JPH02234982A
JPH02234982A JP1294090A JP29409089A JPH02234982A JP H02234982 A JPH02234982 A JP H02234982A JP 1294090 A JP1294090 A JP 1294090A JP 29409089 A JP29409089 A JP 29409089A JP H02234982 A JPH02234982 A JP H02234982A
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、改善された静電気特性を有するカーペット
複合体（ｃａｒｐｅｔ　ｃｏｍｐｏｓ１ｔｅ）に関する
。より具体的には、この発明は、カーボンブラック粒子
と炭素繊維との組合せを含むことによって提供される改
善された静電気特性を有する熱可塑性裏地を有するカー
ペット複合体に関する。
従来、カーペットにおける静電気の問題を低減するため
に多くの努力がなされてきているいる。
一般に、これらの努力は、カーペット表からその床係合
表面へ至る連続電路を提供するために、カーペットの表
糸に、化学的仕上げとしてまたは離散した導電体（例え
ば、スチール繊維または金属化有機繊維）の形態で、導
電性材料を加えること（米国特許第４，６７８，６７５
号参照）、アルミニウム箔のような導電性材料をカーペ
ット裏地に結合すること（米国特許第３．７１３，９６
０号参照）、または導電性ラテックスの多層（タフト接
着剤、スクリム接着剤、および裏サイズ）を適用するこ
と（米国特許第３．７２８，２０５号参照）を含んでい
る。しばしば、表糸の帯電防止性を改善し、有用な寿命
を増大させるため、導電性表糸は、導電性箔またはラテ
ックス層とともに用いられている。
特に、感受性装置に対する損傷が生じるようなコンピュ
ータ室等に置ける効果的な静電散逸は、特に急を要する
。そのような用途において、これら高い感受性において
の床覆い製品の好適性を評価するために、ある種の試験
方法が開発されている。すなわち、カーペットの静電散
逸特性を改善するために示唆された従来の技術は、多く
の最終用途に適しているが、これら特に感受性の高い用
途における散逸特性は、従来の技術では達成されていな
い。
カーボンブラック自体を裏地層に混入することによりこ
れら要求を満足させようとする試みがなされているが、
要求される静電気散逸特性を達成するため、あるいはそ
れに近づくためにさえ、混入されるべきカーボンブラッ
クの量は、一般に、非常に多いので、裏地に適用される
液状熱可塑性樹脂の粘度は、製品の加工が困難か不可能
となる程増加する。
この発明によれば、カーペット製品における所望の静電
気散逸特性を達成するために従来示唆されている技術に
まつわる問題が解決され、約２×１０５オームの導電性
測定値を達成することができる。
これら利点は、熱可塑性樹脂裏打ちカーペットの裏地層
または裏地層の１またはそれ以上中に、約１５ないし３
０ナノメートルの粒度（ｐａｒｔｔｃ＋ｅｓｉｚｅ）を
有するカーボンブラック約０．２ないし０．４重量％と
、約０，エないし約０．２インチ、好ましくは約０．１
２インチないし約０．　　１８インチの平均長を有する
炭素繊維約０．４ないし２重量％との混合物を含めるこ
とにより達成される。カーボンブラックと炭素繊維との
このような組合せを含めることにより、約２Ｘ１０５オ
ームの導電性測定値を達成することができる。
この発明のカーペット製品は、パイル形成糸の好適なベ
ース層への結合が、比較的安価であり、したがって商業
的に魅力のある接着剤系であるホットメルト接着剤によ
り達成されるパイル織物として記述することができる。
パイル形成糸をべ−ス層に結合するための１つの特に望
ましい技術が、メイチェル（Ｍａｃｈｅｌ１）の米国特
許第４．３７１，５７６号（以下、メイチェル特許とい
う）に記載されている。この特許は、いわゆる「ボンデ
ッドカーペット（ｂｏｎｄｅｄ　ｃａｒｐｅｔｉｎｇ）
Ｊを作るための技術を記載している。この発明は、ボン
デッドカーペットに対して大いなる用途を有するが、タ
フテッドカーペット（すなわち、パイル糸が裏地層中に
タフトされ、タフトされた糸をベース層に接着させるた
めにベース層の裏に接着剤を適用するカーペット）にも
全く有利に適用することができる。典型的に、ホットメ
ルトまたは熱可塑性接着剤は、それをベース層に適用す
る前に、少なくともその軟化点まで加熱される。ついで
、これを冷却させて、パイル形成糸（ボンデッドおよび
タフテッド形態の双方における）をベース層に結合させ
る。
パイルを形成するのに使用される糸は、ナイロン、アク
リル、ポリエステル、ウール、コットンおよびレーヨン
等、床覆い製品に有用であることが知られているいずれ
のタイプの繊維で作られていてもよい。この発明の好ま
しい態様によれば、糸自体が、糸に適用される通常の帯
電防止仕上げによりまたは糸にその製造中に導電性金属
もしくは炭素繊維等を含めることにより、帯電防止性を
有している。この発明の床覆い製品に使用される糸に帯
電防止特性を付与するための多種の技術は、当業者には
、明かであろう。
この発明に従って使用できる熱可塑性樹脂接着剤組成物
は、長年に渡って利用されている広範な熱可塑性または
いわゆるホットメルト接着剤を含む。典型的に、そのよ
うな組成物は、３６０”Ｆで約２０００００ｃｐ未満、
好ましくは約１０００００ｃｐ未満の溶融粘度を有する
。その例を挙げると、例えば、米国特許第３．５５１，
２３１号に記載されているような、エチレン／ビニルエ
ステル共重合体、石油ワックスおよび熱可塑性樹脂のブ
レンドである。使用できる他の好適なブレンドは、米国
特許第３．６８４．６００号に記載されているような、
エチレン／ビニルエステル共重合体、低分子量低密度ポ
リエチレン、マイクロクリスタリンワックス、脂肪族熱
可塑性炭化水素樹脂、ジシクロペンタジエンアルキル化
ボリマー、酸化防止剤、および充填材を含む。使用でき
るエチレン／ビニルエステルタイプの他の好適なホット
メルト接着剤は、米国特許第３，５８３．９３６号、第
３，６７６．２８０号、第３，６８４．６００号、第３
．７４５．０５４号、第３，７２３．３７１号、第３．
９１１．１８５号、第３，９１４．４８９号および第４
，０１２，５４７号に記載されている。使用できるさら
に他のホットメルト接着剤は、アククチックボリブロビ
レンタイブのものを含む。一般に、このような組成物は
、主成分量例えば、約１０ないし約１００重量部、好ま
しくは６０ないし１００重量部のアタクチックボリブロ
ピレン、Ｏないし約７０重量部の他の相容性熱可塑性材
料（例えば、炭化水素樹脂、ワックス、ポリエチレン、
特に線状低密度ポリエチレン）、アイソタクチックポリ
ブロビレン、ポリイソブチレンおよびポリブテンーを含
む。
当業者に明らかなように、このような組成物に種々の割
合の充填材を加えてもよい。
接着剤組成物中に使用できる他の相容性熱可塑性材料は
、エチレン／エチルアクリレート、ボリアセタール、ポ
リエステル、ボリスチレン、ポリアクリロニトリル、ポ
リアクリルエステル、ポリメタクリルエステル、ポリ塩
化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアセテート
、ポリビニルアセクール、ポリビニルエーテル、ポリテ
トラフルオ口エチレン、ボリアミド、クマロン／インデ
ン樹脂、天然樹脂、炭化水素樹脂、ビチューメン、その
他である。
適用されるホトメルト接着剤の量は、使用するパイル糸
、ベース層、およびパイル織物製品に望まれる性質に基
づいて、広く渡り得る。一般に、使用量は、平方ヤード
当り約２ないし約２００オンス、好ましくは約４ないし
約８０オンスである。
この発明に従って達成され得るカーペット糸のタフトバ
インド（ｔｕｆ’ｔ　ｂ１ｎｄ）は、約２ないし約２０
ボンドであり得る。
この発明の製品および方法に使用できる好適なベース層
は、織布、編布、不織スクリム、フエルト材、または柔
軟な有孔（ｆｏｒａｓｉｎｏｕｓ）材料でもありあり得
る。
この発明のホットメルト接着剤結合パイル織物を床覆い
製品特にカーペットタイルとして提供することを望むな
ら、多種の好適な弾性裏地層のいずれかを当該織物に適
用することが望ましい。そのようなカーペットタイルも
また、この発明の範囲内のものであるとみなされる。裏
地層は、例えば、適切な熱可塑性材料例えば、エチレン
／ビニルアセテート共重合体、アタクチックポリブロビ
レン、ビチューメン炭化水素樹脂、ワックス、合成およ
び天然ゴムを含む各種ブレンドから形成することができ
る。
裏地は、パイル織物を結合するためにベース層に適用さ
れた接着剤と同じ接着剤によってベース層に結合させる
ことができる。かくして、得られる製品は、分離を受け
る別の層が、既知のカーペットタイルよりも少ない。す
なわち、この発明のカーペットタイルは、パイル層、接
着剤層、ベース層、他の接着剤層および裏地層を有する
よりもむしろ、典型的に、パイル層、ベース層が配置も
しくはサスペンドされ得る単一の一体のホットメルト接
着剤層、および該ホットメルト接着剤により当該複合体
に結合された裏地層を有する。裏地層は、ガラス繊維織
布もしくは不織布のような少なくとも１つの補剛化およ
び安定化用メンプランを備えていてもよい。
この発明の方法に使用される炭素質材料は、カーボンブ
ラックと炭素繊維との組合せである。使用される炭素繊
維は、ある導電特性を有する一般に炭素質もしくはグラ
ファイト繊維として表示され得る。その例を挙げると、
ピッチ系繊維から製造されたもの、並びにポリアクリロ
ニトリル繊維またはリグニン繊維を炭素化することによ
り製造されたものである。この発明に従って使用される
炭素繊維の長さは、平均長として、約０．１ないし約０
．２インチ、好ましくは約０．１２ないし約０．１８イ
ンチを有する。この繊維が、平均長で約０．２インチを
越えると、熱可塑性裏地層中に均一に分散させることが
困難であり得る。また、この繊維が、平均で約０．１イ
ンチ未満であると、カーペットの電気散逸特性が満足で
きないものとなり得る。
この発明の床覆い製品の製造に有用なカーボンブラック
は、一般に、約５０ナノメートル未満、好ましくは約１
５ないし３０ナノメートルの平均粒度を有するものとし
て特徴付けることができる。
これらカーボンブラック粒子は、ダラム当り約８００な
いし約１５００平方メートルの平均表面積、１００グラ
ム当り約３００ないし約５００ミリリットルの気孔容積
、および立方フィート当り５ないし１０ボンドの見掛け
嵩密度を有するものとしてさらに特徴付けることができ
る。この発明の製品に用いて好適であることが見いださ
れている市販製品は、例えば、ＥＣ−６００ＪＤケトジ
エンブラック（Ｋｅｔｊｅｎｂｌａｃｋ）　　（アクゾ
ー・ヒーミー社（アメリカ）製）の下で販売されている
。
この発明によれば、カーボンブラックは、裏地層中に、
あるいは多層裏地層がある場合にはその１またはそれ以
上中に、熱可塑性裏地層の重量に基づき、約０．２ない
し約０．４重量％の割合で含められ、また炭素繊維は、
熱可塑性裏地層の重量に基づいて、約０．４ないし２重
量％の割合で含められる。床覆い製品は、個々の最終使
用用途に望まれる性質を得るために、１、２またはそれ
以上の熱可塑性裏地層を含めることにより製造すること
ができる。すなわち、例えばカーペットタイル製品を望
む場合、糸は、典型的に、平方ヤード当り約２０ないし
８０オンスの割合で典型的に提供される熱可塑性接着剤
により複合体に結合される。接着剤は、典型的に、充填
材を含んでおり、また充填材に加えて、上記の炭素質組
成物を含んでいてもよい。この発明の好ましい態様であ
るカーペットタイルタイプの床覆い製品に典型的に提供
される次の層は、タイコート層として同定される。この
層は、典型的に、比較的高充填の熱可塑性材料である。
例えば不織ガラスの安定化層をもって配置され得る熱可
塑性材料の追加の層も提供され得る。
との発明の最も広い観点では、上記炭素質材料は、裏地
層の少なくとも１つの中に提供される。
もっとも、裏地層の内のいくつかの層、好ましい聾様に
よれば全ての裏地層が、個々の層の重量に基づいて、上
記範囲の炭素質材料を備え得る。このことは、特に望ま
しい。床覆い製品の抵抗をその断面全体に渡って（すな
わち、パイル糸の先端が全体にわたって現出する製品表
面から、基材表面と接触するところの、床覆い製品の裏
面に至るまで）減少させることが有利．であるからであ
る。
特に、上記炭素質材料は、カーボンブラックと炭素繊維
との組合せであるべきであることが見いだされている。
この材料の組合せは、それら材料の単独使用よりも、予
期されない驚くべき利点を提供することが見いだされて
いる。特に、以後の実施例において、より詳細に指摘す
るように、平均サイズが例えば３０ナノメートルのカー
ボンブラック１００％を熱可塑性裏地層に含めた場合、
製品の加工が困難か不可能になるレベルまで熱可塑性層
の相対粘度が増加する。また、熱可塑性裏地層中に炭素
繊維のみを含めるのでは、床覆い製品における所望の電
気導電散逸特性を達成するには、不十分であることが見
いだされている。
以下、この発明を実施例により説明するが、この発明は
、それに限定されるものではない。なお、他の指示がな
い限り、全ての部および％は、重量による。
試験方法 電子装置に適合性のあるカーペットモジュールに対する
各消費者の要求はかなり様々であるが、電子オフィス機
器およびコンビニーターとともに使用するための床覆い
製品の好適性を特徴付けるため、３種の試験が、米国、
ヨーロッパ、および日本において現在使用されている。
これら試験は、典型的に、２０％相対湿度および７０’
Ｆで予め状態調節した床覆い製品についておこなわれる
ものであると理解されるべきである。
静電気発生試験 「歩行」試験とも呼ばれる静電気発生試験は、ＡＡＴＣ
Ｃ試験方法１３４−１９８６に記載されている。この試
験は、電圧ｎ１定装置に接続した電極を持った人が、状
態調節したカーペット上を同じベースで行ったり来たり
することからなる。この試験は、３種の靴底、すなわち
皮革、ゴムおよび合成でもっておこなわれる。最大電圧
ピークの平均が、カーペットが静電気を発生する傾向の
指標である。一般に、この試験の目標は、ネオライト底
靴で最大２．ＯＫＶ，皮革底靴で最大１．　　ＯＫＶで
ある。
抵抗率試験 工業的にはＩＢＭ抵抗率試験としても知られている抵抗
率試験は、重量５ボンドの２．５インチ径電極に所定の
５００ボルト電荷をかけることによりカーペットの表面
と裏面との間の抵抗を１１定するものである。抵抗は、
カーペット中を通過する電流をｎ１定することにより決
定され、値は、オームの法則を用いて計算する。この試
験の目標は、以下の通りである。
最大１０８オーム、フェースーグラウンド（以下、Ｆ−
Ｇ） 最大１０８オーム、フエースーフェース（以下、Ｆ−Ｆ
） 最大１．５Ｘ１０５オーム、Ｆ−Ｆ 最大１０８オーム／平方 静電減衰試験 静電減衰試験は、ＮＦＰＡ　　５６Ａに記載されており
、床覆い製品が静電電荷を散逸させる能力を決定するた
めに用いられている。試験試料を、まず、５０００ボ．
ルトの電圧に荷電させる。この試験試料を保持するブラ
ケットを急激に設置し、感応性電気メーターにより電圧
の減衰をモニターする。カーペット試料が放電するに要
する時間が、静電減衰の尺度である。
この試験の目標は、以下の通りである。
５ＫＶから０．５ＫＶへの電圧現象についての最大減衰
時間０．５秒 例　　１ 米国特許第４．３７１，５７６号に一般的に記載されて
いる装置および方法を用いて、ホットメルト接着剤裏打
ちカーペットタイル製品を製造した。使用したナイロン
糸は、金属化有機繊維のブレンドを含有する紡績糸であ
った。約１／８インチの平均長を有する炭素繊維０，５
％、並びに約１５ナノメートルの平均粒度、１２５０平
方メートル／グラムの表面禎、４９５ミリリットル／１
００グラムの気孔容積および７．２ポンド／立方フィー
トの見掛け嵩密度を有するカーボンブラック０．３％を
含有するホットメルト接着剤を用いて、上記糸を結合し
た。ホットメルト接着剤は、液体浸透性ベース中に押し
込んでナイロン糸と接触させ、接着剤は、約４０オンス
／平方ヤードの割合で用いた。熱可塑性ホットメルト接
着剤タイコート層を用いて（２５オンス／平方ヤード）
、この結合したカーペットを、重量約５０オンス／平方
ヤードの熱可塑性裏地層に接合した。上記ホットメルト
接着剤層に加えて、上記裏地層およびタイコート層も、
上記の通りの炭素繊維０．５％およびカーボンブラック
０．３％を含有していた。このカーペット製品は、好適
な床タイル製品に必要な望ましい物性の全てを示し続け
、さらに以下にまとめて示すように、改善された帯電防
止性を示した。
試験結果： 静電発生「歩行Ｊ　　−０．４ＫＶ皮革−１．５ＫＶネ
オライト 抵抗　５Ｘ１０６オームＦ−Ｇ Ｉ　Ｘ　１　０８オームＦ−Ｆ ２．６Ｘ１０６オーム／平方 静電減衰　５０００ボルトからゼロへ ０．０１秒未満内 例　　２ この例では、金属化繊維の使用、並びに例１に記栽した
種々の層における炭素質材料の使用を排除して、上記と
同じ操作により「比較」カーペットタイルを製造した。
以下にまとめて示すこのカーペットの帯電防止性は、感
受性の電気装置およびコンピューター装置が影響を受け
るような用途に用いた場合、例１の製品よりも劣るもの
である。
静電発生［歩行Ｊ　　−０．８ＫＶ皮革−２．８ＫＶネ
オライト 抵抗　３Ｘ１０”オームＦ−Ｇ １．３Ｘ１０１１オームＦ−Ｆ １．３Ｘ１０１５オーム／平方 静電減衰　減衰　１０．０秒 例　　３ この例では、ホットメルト接着剤裏打ちカーペットタイ
ルの製造に典型的に使用される熱可塑性樹脂約３５重量
％を含有する「実験室配合物」を調製した。これら配合
物は、また、以下の表に示すように、種々の量の炭素繊
維、カーボンブラック、および充填剤を含むものであっ
た。所望の帯電防止性を有する床覆い製品の製造にその
ような配合物を用いて好適かどうかを測定するために、
抵抗試験を採用した。以下の表からわかるように、炭素
繊維を用いなかった場合、または炭素繊維またはカーボ
ンブラックのいずれかの量が、この発明のカーペット製
品に規定する範囲から逸脱した場合には、抵抗測定結果
は、感受性の電子もしくはコンピューター装置が配置さ
れる領域に使用されるカーペット製品の最大許容値を越
えている。
熱可塑　炭素　カーボン 性樹脂　繊維　ブラック ３５％　　０．４　　　０．２　　　　６４．４３５％
　　０．２　　　０．２　　　　６４．６３５％　　０
．７　　　０．２　　　　８４．１３５％　　０．４　
　　Ｇ．３　　　　６４．３３５％　　０．３　　　０
．３　　　　８４．４３５％＊＊　　０．５　　　０．
５　　　　６４３５％＊＊　　０．５　　　０．４　　
　　６４．１３５％　　０．５　　　０．３　　　　６
４．２３５％　　０　　　　０．３　　　　６４．７本
本液状熱可塑性樹脂の粘度増加 充填材 抵抗 オーム １．５ｘｌＯ１２ １　．　５　ｘ　１　０　ｌ２ ２．０７ ｌ．０６ ３．０８ ８．０５ ｌ．０５ ｌ．０６ １．５１１

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. （１）表糸で構成された表面層を包含する、改善された
    静電気特性を有するカーペット複合体であって、該表糸
    は、該カーペット複合体の静電気特性を改善するために
    充分な量の、カーボンブラックと炭素繊維との混合物が
    含入された熱可塑性樹脂材料の裏地層中に埋入されてい
    るカーペット複合体。
  2. （２）カーボンブラックが、約５０ナノメートル未満の
    平均粒度を有する請求項１記載のカーペット複合体。
  3. （３）カーボンブラックが、熱可塑性樹脂裏地層の総重
    量の約０．２ないし約０．４重量％の割合で存在する請
    求項２記載のカーペット複合体。
  4. （４）炭素繊維が、約０．１ないし約０．２インチの平
    均長を有する請求項１記載のカーペット複合体。
  5. （５）炭素繊維が、熱可塑性樹脂裏地層の重量の約０．
    ４ないし２重量％の割合で存在する請求項４記載のカー
    ペット複合体。
  6. （６）表糸が、帯電防止特性を備えている請求項１記載
    のカーペット複合体。
  7. （７）表糸で構成された表面層を包含する、改善された
    静電気特性を有するカーペット複合体であって、該表糸
    は、該熱可塑性樹脂裏地層の総重量の約０．２ないし約
    ０．４重量％の、約１５ないし約３０ナノメートルの平
    均粒度を有するカーボンブラックと、該熱可塑性樹脂裏
    地層の重量の約０．４ないし約２重量％の、約０．１な
    いし約０．２インチの平均長を有する炭素繊維との混合
    物が該裏地層の全断面に渡って均一に含入された熱可塑
    性樹脂材料の裏地層中に埋入されているカーペット複合
    体。
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