JPH07503635A - 本来的に導電性のポリマーまたはそのブレンドよりなる帯電防止性履物 - Google Patents

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】 本来的に導電性のポリマーまたはそのブレンドよりなる帯電防止性履物本発明は 人の静電荷を履物により安全で便利な方法でアースすることに関する。

絶縁材料の間の運動によって起される摩擦が静電荷を生み出すことは受容された 科学的事実である。これらの電荷は何千ボルトもの電圧を生じるかも知れない。

その本来の絶縁性のために合成繊維および材料の使用の増加は静電的な電圧の発 生による危険と不快さを増加させている。

静電気は材料に帯電防止処理を施すことにより、そして帯電防止の底を有する履 物を履くことにより減少させることができることは確立されている。しかしなが ら、材料への帯電防止加工はそれらが新しい場合に有効であるが、その有効性は 洗濯やプレス後には小さくなることに注意すべきである。

静電気に伴う一つの危険は可燃性の蒸気または気体の点火により爆発および火災 の起ることであるが、静電的な電圧に伴う人の不快さの問題にも気づくことが多 くなっている。

簡単に言えば静電気「ショック」の不快さの毎日の例としては次のものがある： １　人は、プラスチックのシートを滑って自動車から出て自分自身を金属のドア ハンドルまたは自動車の車体にアースすることによりショックを受ける。

２、合成カーペットの上を歩いた後にドアハンドルおよびエレベータのボタンに 触れた時に予期しない静電気的なショックをしばしば経験する。

人に静電荷を蓄積させる他の手段は、 １、合成の衣服の着用および脱着。

２、プラスチックまたは合成材料でカバーされている椅子から起ち上る時。

３、病院の看護婦はベッドメーキングする時しばしば「電荷を帯びる」。

ウールや木綿などの天然繊維は、それらが本来水分を保持しており、メークアッ プされ、水分を吸収し保持する持続した能力を有するため静電気的に「荷電」状 態とならない。

反対に綱および合成繊維は、静電荷を作り蓄積する能力を有することがよく知ら れている。これは合成の衣服を脱ぐ時生ずる「バチバチと音を立てること」また は「火花を発すること」によって示される。

ナイロン、オーロン、ポリエステル等の合成繊維および材料並びにプラスチック の、衣服、カーペット、家具および履物の底などにおける使用の増加は、世界中 の地域社会および産業に不快さと安全上のリスクを増加させている。

静電気は装置、固体物質、液体、ちりおよび気体によっても作り出され得る。

状況によって、静電気は不快で、不便で有害でかつ危険であり得る。

人に静電荷が蓄積することによって生じる多くの不愉快な副次的効果の１つは、 人が予期しない静電的な「ショック」のため不快を経験する時である。天然の材 料であり静電防止性を有する通常の革の底ではなく、絶縁性のゴムおよび合成の 履物の底を用いると、「合成」材料よりなる絶縁性の底を有する履物の着用者へ の静電的な「ショック」と共に、「熱い足」の不快さの高い発生および他の副次 的効果を生じさせる。これはゴムおよび合成履物底に帯電防止性がないために起 る。それらの材料は、人に「蓄積された」電荷が絶縁性のゴムまたは合成底を通 ってアースされることを許さないであろう。

人体からの静電気が通過する電気的な通路は様々な形の導電性材料から作ること ができ、テクソン（ＴＥＸＯＮ）、ポンテックス（ＢＯＮＴＥＸ）等の商標で販 売されているタイプの繊維状の靴のインソール等の導電性材料は現在商業的に入 手し得る。水蒸気を吸収する物質は優れた静電気を放散させる導電材料となる。

静電気は不便でもあり、この問題の好例は、互いにまたは近隣の物質に付着する こと、およびちりや外来材料を引付けることである。

合成材料は天然繊維よりなる材料より早く汚れることはよ（知られている。これ は合成繊維が静電的に「荷電」され、それ故はこりやちりを引付けるからである 。

静電気はまた健康をも害する。例えば静電的に「荷電」された人は空気に生じた ちり、病原菌や細菌を容易に引付けることができ、風邪、花粉症、インフルエン ザや多くの他の吸収器の病気の原因となる。

静電気は災害をも起こす。例えば静電的に「荷電」された広範囲な産業的な状況 に置かれたオペレーターや労働者に非常に危険な問題を生じる。この場合には可 燃性材料を含む産業的な区域にいる人からの静電的な「スパーク」の「放電」は 爆発を起こし得る。そのような区域には可燃性の麻酔剤を未だ使用する病院の手 術室、化学実験室、石油およびガスプラント、穀物貯蔵エレベータ−、イニンエ イテイング・エクスブロノブス・セク／ヨン、ドライクリーニングプラント、鉱 業等がある。

かなりの危険が航空機産業のある領域、特に給油作業中に存在し、静電的な「放 電」が燃料ラインをはずしている間の可燃性蒸気の存在下に起ると爆発が起る。

履物により人をアースするのに用いる普通の方法には次のものがあることはよく 知られている。

１　アース用の導電性通路を与える、靴底へのブラックカーボン複合材料の使用 。

２　着用者の皮膚と接触して着用し、履物底の十分に大きい面積と電気的に接触 する導電性のガータ。

３、通常の絶縁性の底への成形による導電性のカーボンプラグの導入。

４、ゴムまたは他の合成タイプの材料よりなる通常の絶縁底に通した銅のびよう の使用。

５、上部に底を接着するためのゴム溶液を用いないが、グツドイヤーウェルト（ Ｇｏｏｄｙｅａｒ　ｗｅｌｔ）法の場合におけるようにステイツチングを用いる 本底の靴の着用。

上述の問題の１以上を克服するのが本発明の目的である。

本発明によれば少なくとも部分的に本来的に導電性のポリマー（ＩｃＰ）で製造 された履物が提供される。

適当なのは少なくとも部分的にＩＣＰで製造した底を有する履物を提供すること である。

Ｊ＼体は導電体であり、地球から絶縁されると静電的１ゴ荷電」される。

履物に導入された帯電防止性による改良され帯電防止性の履物は、１、人体にお ける静電的な電荷の安全な放散または「アース」、および２　着用者が偶然に高 圧源に触れた場合、配電幹線からの電気ショックに対する保護、 を提供するような方法で科学的にデザインされている。

通常の絶縁性の底に設けられた帯電防止性による、改良された履物の発明は上記 問題に対する解決方法を生み出す。

履物の構成部分に導入された帯電防止性による、改良された帯電防止の履物の発 明は、従来技術に比べて顕著な改良であるような方法で科学的にデザインされて いる。これは、特に履物の底に用いる合成ポリマーの構成および組成に関し、履 物に用いる合成の、通常は絶縁性の材料の性質または組成のためである。

そのような帯電防止性の履物は望ましくない静電気をコントロールする有効な手 段である。

特にそのような帯電防止性の履物は、本来的に導電性のポリマー（ＩＣＰ）の使 用により、人体の静電荷に対するアースのための安全でより効果的な通路を提供 する。本来的に導電性のポリマーは、炭素等の導電性化合物、金属粉等の金属フ ィラーまたは他のそのような導電性の材料は使用せず、加工されたポリマーに固 有であるＩＣＰの導電性を利用する。その方法は、ポリマーに小さい正の電圧を かけてその分子から正１こ荷電した水素イオンを「放出コさせ、負に荷電した基 を後に残す比較的簡単な技術である。結果としてポリマーは導電性になり、着用 者の人体中の静電気が履物の底を通って地球に達する、ポリマーを通る導電性の 経路を提供する。

本来的に導電性であるポリマーに関する詳細はモダン・プラスチックス・インタ ーナショナル（Ｍｏｄｅｒｎ　Ｐ　１ａｓｔｉｃｓ　Ｉ　ｎｔｅｒｎａｔｉｏｎ ａｌ）、１９９１年、８月号に記載されており［タッピング・ザ・パワー・オブ ・イントリンシック・コンダクティビティ（Ｔａｐｐｉｎｇ　ｔｈｅ　Ｐｏｗｅ ｒ　ｏｆ　Ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ　Ｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ）Ｊと題する論文中 に含まれている。

適当には、ＩＣＰはポリアニリンをベースにしたＴＣＰであり、特にブレンドの 製造に必要な原料は粉末の形のポリアニリンである。

他のＩＣＰにはヨウ素を添加したポリジフェニルアミン、ポリピロール、ポリチ オブレン、ポリチオフェン、ポリチェニレンビニレン、ビチオフエンおよびポリ クロコナインである。

更なる熱可塑性のブレンドおよび他の分散体は現在開発中である。

それらの不溶性および不融性にもかかわらず、ＩＣＰは加工可能である。更にＩ ＣＰの導電性は重量のフラクションで銅および他の金属のそれに達している。

これらのポリマーブレンドが特に適している。何故ならそれらはプラスチックの 価格の有効性および利用性を金属のそれに達する電気的性質と結びつけるからで ある。そのポリマーは環境的に安定であり、それ放卵型的な使用条件下でその性 質を失わない。

適当にはＩＣＰは１０−５シ一メンス／ｃｍ（Ｓ　／ｃｍ）を超える導電率、よ り好ましくは１０−２３／ｃｍを超える導電率、最も好ましくはＩｓ／ｃｍを超 える導電率を有する。

本来的に導電性のポリマーにより付与される帯電防止性はポリマーで作った履物 のどのような構成成分に導入してよい。それはインソール（ｉｎｓｏｌｅ）、ス ルーソール（ｔｈｒｏｕｇｈｓｏｌｅ）、およびアウターソール（ｏｕｔｅｒｓ ｏｌｅ）等の靴の底の構成成分および材料に使用するのに特に適している。ＩＣ Ｐ材料は水分を吸収する任意のタイプの他の履物製品および構成成分と組合せて 使用し、人体に蓄積された静電気に地球への有効な通路を提供してよいことを注 意すべきである。　しかしながら履物の構成部分、特にインソール、スルーソー ルおよびアウターソール構成におけるＩＣＰの使用は従来の技術に比べ顕著な改 良をもたらす。

改良には、以前に用いられ知られた材料に比べて、優れた導電性および機械的性 質および改良された加工工程を含むいくつかの非常に明白な性質上の利点がある 。それらは加工中に明解する金属や繊維を含まない。それらは押出し成形、射出 成形、圧縮成形および池の形の成形に非常に適している。圧縮成形、直接射出、 ユニットソール成形またはノート銭形およびカット法等による、または任意の他 の種類の構成よる、靴底構成部分を製造する普通の手段を用いてよい。

そのような履物による改良の一つは、それが「交叉感染」の危険をコントロール し、伝染性の病気の区域での使用に特に推奨されることである。

本発明により提供される他の改良は、導電性のカーボンコンポンソトの履物底シ ステムにおいて用いられる「ブラック・アート（ｂｌａｃｋ　ａｒｔ）Ｊとは異 なり、本来的に導電性のポリマーは、黒いカーボン底材料の一般的欠点である床 または他の表面に問題を生じさせないことである。

ＩＣＰにより履物に帯電防止性と導電性を付与する本発明の他の側面は、加えま たは差し引（システムによって鞘材料における抵抗値が安全な限界内でコントロ ールされることである。あるいはＩＣＰ材料は添加剤の形で、任意のゴム、ある いは例えばポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリウレタンＣＰＵ）、ＡＢＳＳＰＥ、 熱可塑性ポリエステル、ナイロン等のポピユラーな範囲のポリマー等の非ゴムを ベースにしたコンパウンドと組合わせて使用でき、最終製品に承認された「安全 」範囲の抵抗値を与えることができるマスターバッチの形であってもよい。

本発明により提供される他の特徴は、「導電性」または「帯電防止性」の靴が、 ＩＣＰ材料の使用により付与される性質を減じることなしに、はとんどどのよう な色でも製造できることである。

本発明により提供きれる導電性は要求に従って変化させてよいか、履物の安全着 用の場合には、「帯電防止」靴に関する値のみが用いられるべきである。帯電防 止の贋物用には、ＩＣＰにより電気抵抗は英国標準Ｂ５２０５０に従って測定し た場合、好ましくは１×１０Ｒオーム以下で５Ｘ１０’オ一ム以上であるべきで ある。

しかしながらＩＣＰ材料またはその添加剤による抵抗値は変化させてもよいこと を理解すべきである。ｐｖｃ、熱可塑性ポリマー、ＰＵおよび他のポリマーとの ブレンドにおいて５〜２５％の範囲、または他の適当なパーセントのＩＣＰ量が 、本発明の使用に全く適した様々な程度の帯電防止性を付与することが見出され た。

履物の構成に一般に使用される一つの具体的な底材料はＰＶＣ等であり、ＰＵも ポリマー、合成ゴム、天然ゴム、および履物構成に用いられる他の形の材料より なる数多くの他のコンパウンドと共に非常に適している。

「帯電防止性ｊまたは「導電性」の履物の発明の構成において効果的に使用する ２つのＩＣＰ材料はアライド・シグナル（Ａｌｌｉｅｄ　Ｓｉｇｎａｌ）社（米 国）およびシソベリング・ケスラー（Ｚｉｐｐｅｒｌｉｎｇ　Ｋｅｓｓｌｅｒ） 社（ドイツ）によりそれぞれ製造される商標パー／コン（ＶＥＲ８ＩＣ０Ｎ）お よびインコブレンド（ＩＮＯＢＬＥＮＤ）で市販されている。

パーツコンの商標で販売されているＩＣＰ材料の具体的詳細は以下の如くである ： 化学的特性表示　、　ポリアニリン（本来的に帯電性のポリマー）外観／形　濃 緑色粉末 導電率（圧縮粉）　２〜４Ｓ／ｃｍ 抵抗率（圧縮粉）　：　０．５〜０．２５ΩＣ１含水率　：　３〜４重量％ 粒径範囲　、　３〜１ｏｏミクロン（非分散）比重　・　１．３６ｇ／ｃ＋＋３ 嵩密度　：　２３０ｇ／１ 表面［（ＢＥＴ）＋　５〜２０ｍ２／ｇ温度限界 長期間（年）の使用　１００℃ 短期間（分）の加工　＝　２４０℃ 溶解性　、水、アルコール、エーテル、炭化水素等通常の溶媒に不溶 化学的性質　、酸性、大部分の塩基と相溶性なしインコブレンドの商標で販売さ れているＩＣＰ材料の具体的詳細は以下の如くである。

２述　、製品は本来的に導電性のポリマー（ＰＡｎｉ）をベースにしたフレキン プルなＰＶＣブレンドである。Ｉｓ／ｃｍを超える導電率を有する。

電気的性質　・　バルクの導電率−１５／ｃ■を超える（上限は５Ｓ／ｃａ＋で ある） 機械的性質　、引張り、（ＰＳＴ）−６００を超える伸び、（％）−２５０を超 える ／ヨアＡ硬度−８２ 加ニガイドライン　・　圧縮成形−１５０℃射出成形− 金型　２４℃ 押出し一１３５〜１５０℃ ポリアニリンおよび他のポリマーにおいて高レベルの導電性を生じさせてＩＣＰ を作る方法には、光化学的方法（電子線照射による）および熱的方法の両方があ る。ポリアニリンを有機溶媒および水性溶媒を用いた溶液中で処理し、ポリマー にプロトン性の酸等の試薬でドープし金属塩を作ることにより絶縁体−導電体の 遷移を受けさせる。この系に電子線照射するとポリアニリンを導電体に変える。

補正書の翻訳文提出書 （特許法第１８４条の８）

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. １．少なくとも部分的に、本来的に導電性のポリマー（ＩＣＰ）を用いて製造し た履物。
2. ２．履物が少なくとも部分的にＩＣＰを用いて製造した底を有する請求の範囲第 １項に記載の履物。
3. ３．ＩＣＰをインソール、スルーソールおよび／またはアウターソールに用いる 請求の範囲第１項または第２項に記載の履物。
4. ４．ＩＣＰがポリアニリンをベースにしたＩＣＰである請求の範囲第１〜３のい ずれかに記載の履物。
5. ５．ＩＣＰが、ヨウ素を添加したポリジフェニルアミン、ポリピロール、ポリチ オブレン、ポリチオフェン、ポリチエニレンビニレン、バイチオフェンまたはポ リクロコナインをベースにしたＩＣＰである請求の範囲第１〜３項のいずれかに 記載の履物。
6. ６．ＩＣＰが１０−５シーメンス／ｃｍ（Ｓ／ｃｍ）を超える導電率を有する請 求の範囲第１〜５項のいずれかに記載の履物。
7. ７．ＩＣＰが１０−２Ｓ／ｃｍを超える導電率を有する請求の範囲第１〜６項の いずれかに記載の履物。
8. ８．ＩＣＰが１Ｓ／ｃｍを超える導電率を有する請求の範囲第１〜７項のいずれ かに記載の履物。
9. ９．ＩＣＰをポリマーで作った履物のいずれかの構成部分に導入した請求の範囲 第１〜８項のいずれかに記載の履物。
10. １０．ＩＣＰがいずれかのゴムと組合せて用いる添加剤の形である請求の範囲第 １〜９項のいずれかに記載の履物。
11. １１．ＩＣＰが非ゴムをベースにしたコンバウンドと組合せて用いる添加剤の形 である請求の範囲第１〜９項のいずれかに記載の履物。
12. １２．非ゴムをベースにしたコンバウンドがポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリウ レタン（ＰＵ）、ＡＢＳ、ＰＥ、熱可塑性ポリエステルまたはナイロンである請 求の範囲第１１項に記載の履物。
13. １３．英国標準ＢＳ２０５０に従って測定した場合、ＩＣＰの電気抵抗が１×１ ０８オーム以下である請求の範囲第１〜１２項のいずれかに記載の履物。
14. １４．英国標準ＢＳ２０５０に従って測定した場合、ＩＣＰの電気抵抗が５×１ ０４オーム以上である請求の範囲第１〜１３項のいずれかに記載の履物。
15. １５．ＩＣＰの量がポリマーとのブレンド中において５〜２５％の範囲にある請 求の範囲第１〜１４項のいずれかに記載の履物。