JPS6010847Y2 - 電気伝導性ウエブ - Google Patents

電気伝導性ウエブ

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JPS6010847Y2
JPS6010847Y2 JP1978122076U JP12207678U JPS6010847Y2 JP S6010847 Y2 JPS6010847 Y2 JP S6010847Y2 JP 1978122076 U JP1978122076 U JP 1978122076U JP 12207678 U JP12207678 U JP 12207678U JP S6010847 Y2 JPS6010847 Y2 JP S6010847Y2
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conductive
conductive web
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porous layer
web
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ト−マス・ウイリアム・リンドセイ
ウオルタ−・モンソン・ウエストバ−グ
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ミネソタ・マイニング・アンド・マニユフアクチユアリング・コンパニ−
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Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、床マツト類、カーテン類、衣類およびその他
の物品に加工することのできる電気伝導性ウェブに関す
る。
このウェブは、半導性の表面層と接触する静電気を帯び
た物体を放電するのに効果的に使用することができる制
御された電気的性質を示す。
人間は３００００ボルトまでの電位に静電気を帯びるこ
とがあり得る。
もし、帯電した人間が高伝導性の、よく接地された表面
に接触した場合には、実質的に瞬間的な火花放電を起こ
すであろう。
このような静電放電は、不快でしかも危険であり得る。
静電気制御の従来技術による物質は市販され、各種の目
的に使用されている。
代表的な用途には、弾薬工場および医科用手術室のよう
な危険な環境における静電気のショックによる不快の除
去および火花の防止が含まれる。
これらの物質はまた、床マツト類に加工してコンピュー
タ一端子およびその他の静電気感受性電子装置に用いら
れる。
静電気制御用の伝導性ウェブに対する従来技術の試みは
二つある。
一つの従来技術による試みでは、本考案によるものより
も伝導性の高いマットが提供される。
アイ・ライタント（１，Ｌｉｔａｎｔ）の１９６８年１
０月１５日付米国特許第３４０６１２６号は、高伝導性
ウェブの一例である。
高伝導性のマット類は、静電負荷の蓄積を防ぐのに有用
である。
しかしながら、すでに人間に蓄積した静電負荷を散逸さ
せるために使用するには、これらのウェブは通常糸りに
も伝導性でありすぎる。
高伝導性の床おおいまたはウェブは、実質的に瞬間的な
放電を許容し、このような放電は、危険な火花放電を起
すことがある。
静電気制御への第二の従来技術による試みには、高抵抗
性ウェブの使用が包含される。
シー・コンクリフ （Ｃ，Ｃｏｎｋｌｉｎ）の１９７３
１１０月１５日付米国特許第３８９１７８６号は、従来
技術による炭素混入ウェブの代表的な例である。
通常、これらのウェブは、蓄積された静電気の放電を十
分制御できる。
しかしながら、通常このようなウェブの示す電気的特性
は、周囲の湿度によって変わる。
大抵の用途において、作業環境の湿度水準によって左右
されない放電性能を有する伝導性ウェブを有することが
望ましい。
本考案によるウェブは、静電負荷の蓄積防止ならびに蓄
積静電気の迅速かつ安全な放電のための手段を提供する
。
本考案によるウェブは、静電気を帯びた人間を、マット
との接触時間１，２秒以内に３０００ボルトから大地電
位に放電することができる。
しかも、このマット構造物の制御された電気特性は、火
花放電を防止するに十分な抵抗も保証する。
本考案による新規ウェブ構造物は、従来技術による構造
物とは異なっており、異例でしかも望ましい放電性を示
す。
本考案によるウェブを接地し、絶縁物質を通して静電負
荷をウェブに施した場合、同様な条件の下では本考案の
マットは接地した金属板よりも早い放電速度を示す。
この異例の挙動の理由は不明であるが、合戊低革の靴を
履いた静電気を帯びた人が、履いている靴の絶縁性に拘
わらず迅速に放電されることが保証されるので、これは
望ましい性質である。
本考案による構造物は、伝導性の炭素粒子を含有するラ
テックスまたはその他の適当なバインダー樹脂で被覆す
ることによって電気的に伝導性としたスクリム（ｓｃｒ
ｉｍ）または開放気泡のフオームのような物質の有孔性
の層（ｆｏｒａｍｆｎｏｕｓｌａｙｅｒ）を含む。
被覆された有孔性の層の抵抗は、約ＩＣＰから１０７オ
ームの範囲内にあるべきである。
この被覆した有孔性の層を、次に半導性の熱可塑性ポリ
マー物質の層に接着させる。
有孔性の層としてスクリムを使う場合には、半導性のポ
リマー物質の伝導性のスクリムに浸入しおよび囲繞して
スクラムと電気的および機械的に良好な結合をつくる。
これにより、伝導性の有孔性スクリムと半導性のポリマ
一層との間の化学的接着の必要を排除し、良好な電気的
および機械的結合を保証する。
ポリマー性の半導性の層は、１×１０７と１×１０１２
オーム−０間の体積抵抗率を有すべきである。
この目的に適当なポリマー性樹脂には、特にプラスチゾ
ルの形態の可塑化ビニルのような熱可塑性の物質が含ま
れる。
適当な可塑剤を、所望の体積抵抗率を得るためポリ塩化
ビニルと組み合わせることができる。
摩耗抵抗性、靭性、色彩および柔軟性のような望ましい
物理的性状を付与するため、付加的な添加剤をポリマー
性樹脂と組合わせることができる。
半導性の層は、好ましくはｏ、ｏｉｏないし０．１２５
インチ（０，０２５ないし０．３１７）の厚さを有すべ
きである。
硬化後、支持基体をウェブ物質に接着して最終製品とす
ることができる。
製品ウェブについて、接地電線を伝導性の有孔性の層の
接続するように伝導接続することができる。
典型的には、この接続は金属グロメット（ｇｒｏｍｍｅ
ｔ）として形成され、そのグロメットは、被覆された有
孔性の層との電気的接触を保ちなからウェブを貫通して
いる。
以下、添付の図面について本考案を説明する。
第１図では、被覆された伝導性の有孔性の層２が、半導
性のポリマー物質３に部分的に埋め込まれていることを
示す。
次にこの複合構造物を、適当な支持基体４に接着する。
支持基体は、製品ウェブの用途に応じた特性に合致する
ように選択する。
マットを堅い表面上に置く床おおいとして使用する場合
には、弾力性のあるフオーム層を用いてクッション性を
得るようにしてもよく、また、そのマットまたはウェブ
を特にじゅうたんの上の椅子の下に使用する場合には、
硬いプラスチックまたは繊維板の薄いシートを使うこと
もできる。
第２図では、伝導性のフオーム層６が、半導性のポリマ
一層５に接着した有孔性のウェブを形成する。
領域７は、フオームに浸入して、半導性の層との機械的
および電気的に良好な接続を保証する半導性のポリマー
性物質を示す。
有孔性の層は、複合構造物に靭性と機械的強度を付与す
るに十分な強さの目の荒いスクリムであってよい。
■インチ当り１２〜２４本の糸の木綿スクノムは、伝導
性床マットとして使用するに十分な強度を有する。
このようなスクリムは、クロロプレンラテックスのよう
な適当なバインダーと混合した炭素でスクリムを被覆す
ることにより電気的に伝導性とすることができる。
有孔性の層は、ウレタンフオームのような開放気泡のフ
オームの形態であってもよい。
この型の有孔性層は、炭素混入のクロロプレンラテック
ス中に浸漬してそれを被覆することにより電気的に伝導
性とすることができる。
いずれの態様においても、ウェブ上に１．２７Ｃ７７１
の間隔て置かれた２、２７ｋｐで６．３５ｃｍ （直径
）の２本の電極間に５００ボルトの直流電位差をかけて
測定した場合のウェブの抵抗が約１０３〜１０７オーム
となるに十分な炭素を、完成した有孔性の層に含有する
ことが必要である。
これらのパラメーターに合致するのに必要な正確な炭素
混入量は、有孔性の層の固有な伝導率によって変わるが
、ラテックスまたはクロロプレンバインダー中に懸濁し
たカーボン ブラックを約０．３４〜７．９ｇ／ｄを有
するスクラムによって実施可能な抵抗が得られることが
見出された。
半導性のポリマー物質は、１０７〜１０１２オーム−傭
の体積抵抗率を示さなければならない。
その抵抗率は製品ウェブの用途に合致するように選択さ
れる。
一般に、体積抵抗率が大であるほど、所与の静電電位を
ウェブが放電するに要する時間は長くなる。
その放電速度は、半導性の層の厚さが増加とともに直線
的に低下することは注目すべきことである。
このパラメーターは、製品ウェブの用途に応じた電気的
および機械的性質に合致するよう変化させてよい。
さらにまた、所与のポリマー物質に対し、半導性の層が
示す体積抵抗率を制御するよう可塑剤の種類および量を
選ぶことができる。
一般に、可塑剤の使用量が増加すると、ポリマー物質の
体積抵抗率は低下する。
以下例を挙げて、さらに詳細に本考案を説明する。
いずれの例においても、乾燥成分と液体成分とをパドル
ミキサー （ｐａｄｄｌｅ、 ｍ１ｘｅｒ）を用いて混
合し、十分に分散させた。
これらの樹脂から作った薄膜を１７０’ｃて５分間硬化
し、次に体積抵抗率を調べた。
例１ 重量部 ａ 樹 脂：ポリ塩化ビニル９５％とポリ酢酸ビニル５
％の共重合体 １８５．Ｏｂ 可塑剤ニジイ
ソデシルフタレート １４０．ＯＣ可塑剤：エポキ
シ化大豆油 ９．６ｄ 安定剤：バリウム／
カドミウム液 ５．５ｅ 殺菌剤：１．７ ｆ顔料＝７．０ 体積抵抗率７Ｘ１０”オーム−ｃｍ 例２ 重量部 ａ ＩＮ 脂：セルロース アセテート ブチレー
ト
５．Ｏｂ 可塑剤−ＡＴ：低
粘度の、末端ブチル基の低分子量エチレンオキシドオリ
ゴマー、 Ｍｏｂａｙ■帯電防止可塑剤−ＡＴ （米国ペンシルバ
ニア州ピッツバーグ市モベ イ、ケミカルス社の登録商標）４．０ 体積抵抗率５．３Ｘ１σ０オーム−〇 前記二側の樹脂のいずれか一つを伝導性の有孔性の層と
組合わせて電気的に伝導性のウェブを作る。
これは、型押した剥離布上に樹脂の薄い（０，０１０〜
０．１２５インチ）層を敷くことによって好都合に遠戚
できる。
次に、この層を１７０°Ｃで３分間加熱して樹脂を１ゲ
ル化ヨする。
伝導性の有孔性の層をゲル化した層の上面に敷き、そし
て追加の樹脂を有孔性層の表面に施してウェブ物質を満
たし、そして所望によりわずかに過剰被覆する。
次に複合体を１７０°Ｃで６分間硬化する。
所望により、適当な接着剤によって複合体を適当な支持
基体に接着することができる。
製品は、半導性の層と伝導性の有孔性の層との間の良好
な機械的結合を示す。
製品を床おおいとして使う場合には、製品ウェブを通し
て金属グロメットを挿入し、有孔性の伝導性層と電気的
に接触させ、それにより接地電線を床おおいに接続でき
るようにすることが望ましい 本考案に従って形成したウェブのサンプルは、第１表に
記載する放電特性を示す。
第 １ 表 サンフ ル番号 キャリパ （インチ） ０．０５７ （１，４４８７Ｉｌａ） ０．０９４ （２，３８８Ｍ） ０．０７８ （１，９８１７ｕｌ） ０．０８６（２，１８４馴） ０．１０８（２，７４３藺） 体積抵抗基数１０間 （オー４−）（秒）５ｋＶ →１ｋＶ ７Ｘ１０９ ０．２ ５ＸＩ０９ ０．２ ８Ｘ１０９ ０．２ ６ＸＩＱ９ ０，２ ９ＸＩＱ９ ０．２ 床用マットとして使用するためウェブを接地した場合、
本考案に従って形成したウェブはまた、異常でしかも望
ましい電気的性状を示す。
このような用途では、帯電した人間を非常に早く放電す
ることがきわめて望ましい。
革底の靴は比較的良好な伝導体であって急速な放電時間
が得られる。
しかしながら、合或革底の靴を履いた人が従来技術によ
る物質に接触した場合、非常に徐々に放電されることが
見出された。
しかし、合戊革底の靴を履いた人が本考案に従って作っ
た接地された床マットに接触した場合、接地金属板に接
触したよりも迅速に放電され得ることが見出された。
この現象は、靴の合戒革底に見立てたポリマー物質の絶
縁層を通して、人間に見立てた電極を５０００ボルトか
ら１０００ボルトに放電するに要した時間を測定するこ
とによって立証された。
絶縁層の体積抵抗率は、５ Ｘ １０”オーム−０であ
る。
帯電した電極を絶縁層と共に、接地した伝導性のウェブ
に接触させて配置して放電時間を測定した。
次に、その電極と絶縁層を再充電し、接地した金属板に
接触させて配置して放電時間を再び測定した。
この試験の結果を第２表に要約する。
第 ２ 表 接地した伝導性ウェブ 接地した金属板 の放電時間 （秒） の放電時間（秒）５０００Ｖ
−１０００Ｖ ５０００Ｖ−１０００Ｖ５、０
２ ３．０４、８
２５．０５、０ ３
１．０６・０７．０ ７、０ ７．０６、０
１ ０．０５、０
１ ６．０９、０ １
３．０７、０ １ ３．０４．０
１９．０ ５、０ １ ５．０６、０
８．０平均放電時間＝５．８秒
平均放電時間−１５，６秒
【図面の簡単な説明】
第１図は、有孔性ウェブとして伝導性スクリムを示す完
成ウェブ構造物の部分断面図であり、第２図は、有孔性
ウェブとして伝導性フオームを示すウェブ構造物の第二
の態様の部分断面図である。

Claims (9)

    【実用新案登録請求の範囲】
  1. （１）電気伝導性の層と物理的および電気的に直接接触
    している熱可塑性ポリマーの表面層を含む、印加された
    静電負荷を放電するための伝導性ウェブにおいて、熱可
    塑性ポリマーの表面層が１×１０７オームーｃｍないし
    １×１０１２オーム−ｃｍの体積抵抗率を示すこと、お
    よび該電気伝導性の層が、炭素混入の樹脂性物質により
    被覆されて１×１σオームないし１×１０７オームの抵
    抗を有する有孔性の層であること、および該有孔性の層
    を大地電位に接続するため、該有孔性の層と電気的に接
    触する伝導性手段がさらに該伝導性ウェブの包含されて
    いることを特徴とする伝導性ウェブ。
  2. （２）熱可塑性ポリマーの表面層が、ジイソデシルフタ
    レートおよびエポキシ化大豆油で可塑化された、９５％
    のポリ塩化ビニルと５％のポリ酢酸ビニルとの共重合体
    から本質的に戊ることを特徴とする実用新案登録請求の
    範囲第１項記載の伝導性ウェブ。
  3. （３）熱可塑性ポリマーの表面層が、末端ブチル基のエ
    チレンオキシドオリゴマーとして特色づけられる低粘度
    モノマー性可塑剤で可塑化されたアセチルブチルセルロ
    ースから本質的に成ることを特徴とする実用新案登録請
    求の範囲第（１）項記載の伝導性ウェブ。
  4. （４）有孔性の層が、開放気泡のポリマー性フオームで
    あることを特徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記
    載の伝導性ウェブ。
  5. （５）有孔性の層が、目の荒いスクリムであることを特
    徴とする実用新案登録請求の範囲第１項記載の伝導性ウ
    ェブ。
  6. （６） 有孔性の層と電気的に接触する伝導性手段が
    、完成伝導性ウェブを貫通し、かつ、該有孔性の層の中
    を通る金属グロメットであることを特徴とする実用新案
    登録請求の範囲第１項記載の伝導性ウェブ。
  7. （７）伝導性ウェブが、有孔性の層に接着された支持基
    体をさらに含むことを特徴とする実用新案登録請求の範
    囲第１項記載の伝導性ウェブ。
  8. （８）支持基体が、軟質のポリマーフオームであること
    を特徴とする実用新案登録請求の範囲第７項記載の伝導
    性ウェブ。
  9. （９）支持基体が、硬質のシートであることを特徴とす
    る実用新案登録請求の範囲第７項記載の伝導性ウェブ。
JP1978122076U 1977-09-06 1978-09-05 電気伝導性ウエブ Expired JPS6010847Y2 (ja)

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JPS5459078U JPS5459078U (ja) 1979-04-24
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DE (1) DE2839036A1 (ja)
FR (1) FR2402378A1 (ja)
GB (1) GB2003791B (ja)
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