JPS6147770A - 導電性床用塗材及び床材 - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は導電性床用塗剤及び導電性床材に関する。

（背景） 近年１超ＬＳＩで代表される電子産業、精密部材産業等
の分野において、高性能化及び高品位化に対するニーズ
が日に日に高まっている。これらの産業においては、作
業環境の清浄度如何が、生産物である電子部品や精密機
械部品等の性能、分留り及びこれらの部品を組込んだ機
器の性能や精度に大きく影響するところから、これら部
品の生産、検査、包装及び製品の組込み等の全作業環境
を通じて高度の清浄化が要求さ、る。同様の要請は、大
型電子Ａ］算様の誤作動を防止したり、医療施設又は、
生物学的研究施設内に無菌的環境（クリーンルーム）を
構成する場合にも必要不可欠である。

ところで、このような物理的及び微生物学的に清浄な環
境を形成するためには、例えばＨＥＰＡフィルター′に
よる空気中の浮遊粉塵の濾過、電気集塵法による微粒子
の吸着、室内の陽圧化乃至非帯電性被服の着用など、種
々の対策が採られ、サブミクロン級の微細塵埃が問題視
される程度にまで進歩してはいるが、肝心の床や壁の帯
電防止に留意しなければ、折角その他の対策に留意した
としても、無菌室内における人や機械の移動により脚上
がる微細粉塵のため、清浄度が大幅に低下するのを免れ
ない。ここに優れた帯電防止床、即ち導電性床の開発が
望まれる理由がある。

次に、クリーンルーム程の清浄化は必要がないとしても
、引火性の溶剤や爆発物を取扱う化学工場、火薬工場又
は花火工場等において、静電気による火災や爆発事故を
防止するためにも、粉塵を吸着する恐れのない導電性の
床や壁に対する要望は非常に強い。

従って、本発明に係る導電性床用塗剤及び導電性床材は
、高度の室内清浄化が望まれる及び／又は静電気の発生
を極度に嫌う環境の保全、維持、向上又は管理等に有用
である。

（従来の技術） 以上述べた帯電防止に対する要望の昂りに伴なって、こ
れまでに種々の導電材料が開発されており、導電性床材
に関しても各種の提案がある。

ところで、「導電性床材」とは、建造施設内において、
静電気の除去又は帯電防止を目的とした床材を指し、既
存のものは大体以下の２種に大別される。

ｌＤ　　導電性布帛、例えば炭素繊維等の導電性布帛。

（リ　導電性充填剤と結合剤からなる塗剤で被覆した導
電性床材。　　、 料 以上二種の導電性床材の内、■の導電性布帛へ は、表面が毛羽立ったり、ｍ維が折れて飛散したりしや
すく、室内汚染の原因となる場合がある。

このため、クリーンルーム等、特に清浄雰囲気の保持が
必要な場所では（りの導電性塗剤を用いた床材が用いら
れている。しかるに、従来、これら導電性塗剤において
、導電性充填剤として用いられてきた炭素、金属もしく
は金属酸化物又はヨウ化第−銅等の銅塩なとは、全て粉
末状の非補強性充填剤であ、委、。従って、導電性と強
度との間には二律相反的な関係があり、導電性を高めよ
うとして高率添加すればする程、強度が著しく低下奏す
る。

以上の問題は、高導電性を余り必要としない塗剤（体積
固有抵抗率として１０’〜１σ２Ωｃｍ）では余り関係
がないようであるか、従来の導電性充填剤は一般に高導
電性であって、しかも充填剤自身の導電性を変化させる
ことが出来ない。従って、床材の導電性を変化させたい
場合は、塗材自体に対する導電性充填剤の配合量を変化
させて、床材の導電性を調整する必要があった。しかる
に、特に高導電性充填剤を用いた場合は、充填剤の配合
量における僅かな変化によって、床材として用いたとき
の導電性が大きく変化するため、所望の導電性を再現す
るためには、導電性充填剤の配合量、品質設計、生産管
理等に高度の手数と熟練とを必要とした。

（発明が解決しようとする問題点） 本発明は、導電性チタン酸アルカリ金属を充填剤として
用いた導電性の塗材及び床材に関するもので、導電性充
填材と１７で導電性チタン酩アルカリ金属を用いること
により、従来の導電性充填剤では得られなかった補強性
（床材の強度の向上）及び表面平滑性を改善すると共に
、容易に、かつ安定して、任意に導電性を調節すること
のできる塗材及び床材を提供するのを目的とする。

本発明は更に付加的な目的として、本発明で用いる導電
性チタン酸アルカリ金属が、導電率が小であるとき淡青
色から青紫色を示す性質を利用して、それ自体で又は他
の着色剤と併用して、容易に色調を調節しうる塗材及び
床材を提供することを包含する。

（問題点を解決するための手段） 本発明は、以上の問題点を解決せんがため、結合剤１０
０重量部に対し導電性チタン酸アルカリ金属を５〜２０
重量部含有させて塗材を構成すること、及び上の塗材を
被覆層として床材を構成する手段を採用する。ここに発
明の主要素である導電性チタン酸アルカリ金属について
若干の説明を補足すれば以下の通りである。

［１１本発明における「導電性チタン酸アルカリ金属」
は、後述する導電率測定法を用いて測定して１０”ΩＣ
ｍ〜１０′８Ωｃｍの範囲のものが好ましましく、１０
″ΩＣ１ｌ＃乏の導電率のものは、結合剤と併用して導
電性床材としても、導電率がＩＣＰΩＣｌ１１以上とな
って実用性に乏しく、逆に１０−２Ωｃｍ未満のものは
、高導電性の床材として用いるのに便利であるが、導電
性床材として一般に実用されているｌＣＰΩＣｆｆ１〜
１０°Ωｃｍの導電率のものを得るには、結合剤に対す
る導電性チタン酸アルカリ金属の配合割合を低減する必
要がある。しかしそうすると、従来の導電性充填剤と同
様に、製造条件の微細な変動によって床材の導電率が変
動し、安定な導電率を得にくくなり、品質設計、生産管
理を困難にする外、導電性チタン酸アルカリ金属独特の
補強効果も低下して他の補強材の併用を必要とする場合
を生じ、安定な導電効果と優れた補強効果との並立を主
眼とする発明のメリットが低下する。尤も、今後の技術
の進歩による生産技術の向上や強度を必要としない床材
に対する要望等、今後開発されるべきニーズに適合でき
る限り、導電性チタン酸アルカリ金属の導電率は、必ず
しもに述範囲ものに限定される筋合のものではない。

（２）　　本発明における導電性チタン酸アルカリ金属
の代表例は以下の通りである。但し、本発明に適用され
うる導電性チタン酸アルカリ金属は、勿論以下の例示の
みに限定されるものではない。例えば、 （Ａ）一般式、 Ｍ　　Ｏ＊ｎＴｉ０　　　’ｍＨ２Ｏ ２λ−× （式中ｏ＜ｎ≦ｇ、０≦ｂ≦４　、　ｏ＜ｘ＜２　。

ｎ、ｍ’ＴＥ’実数）で表わされ、一般に還元チタン酸
アルカリ金属と呼ばれる導電性チタン酸アルカリ金属。

（Ｂ）　チタン酸アルカリ金属に異種金属を導入した導
電性チタン酸アルカリ金属。

（Ｃ）　　チタン酸アルカリ金属と異種元素からなる化
合物を、焼成又は還元焼成することにより得られる導電
性チタン酸アルカリ金属。

（Ｄ）　　チタン酸アルカリ金属及び／又は１述（Ａ）
〜（Ｃ）の導電性チタン酸アルカリ金属の表面に、化学
的に導電性金属及び／又は金属化合物を被覆し又はこれ
ら金属及び／又は金属化合物との共晶を形成させること
により得られる導電性チタン酸アルカリ金属。

等を例示することができる。因に、本発明者は、既にチ
タン酸アルカリ金属固有の諸物性を何ら低下せしめるこ
となしに、これに好ましい導電性を付与することのでき
る導電性チタン酸アルカリ金属の製法を多数発明してお
り、その代表的なものとしては； ４！ＩＮＩｆｉ昭、５５−１７９９０２．同５５−１１
９４８１、同５７−１４１４６．同５７−１６７４２、
同５７−１１ｊ８９０．同５７−２１２３がある。但し
、既に述べた通り、本発明で使用しうる導電性チタン酸
アルカリ金属は、当然これら発明明細書に記載されたも
のに限られる訳ではない。

本発明の導電性チタン酸アルカリ金属は、以上述べた導
電性チタン酸アルカリ金属（Ａ−Ｄ）の一種又は二種以
上の混合物その他、−切の補強性又は非補強性の導電性
チタン酸アルカリ金属を含む。しかし実用的観点から微
ｍ繊維状のものが好ましく、通常繊維径０．１μｓ〜ｌ
ｏｏ１ｍ、アスペクト比１〜１０００程度のものが補強
効果及び表面平滑性付与効果の観点から好ましい。

本発明の対象である導電性床材の導電率について格別の
限定はなく、使用条件に適合した導電率を備えれば足り
るが、一般には１０°Ω〜ＩＣＰΩｃｍの体積固有抵抗
率を示すものが実用的である。

従って、本発明に使用される導電性チタン酸アルカリ金
属の導電率も１０’Ω〜１０’ΩＣｌ１１の範囲のもの
が好ましい。特に、上述した導電性チタン酸アルカリ金
属（Ａ）乃至（’Ｃ）に属する導電率１０’Ω〜１０８
ΩＣｆｆ１を示す導電性チタン酸アルカリ金属は、自体
淡青色〜濃紫色を呈し、床材として用いたとき淡青色〜
淡紫色となり、通常用いられている着色剤により容易に
調色が可能であるの／みならず、これを、導電性チタン
酸アルカリ金属の結合剤の体積濃度が補強性、導電性等
に最適領域を示す臨界体積濃度（ＣＰＶＣ）付近の濃度
で配合すると、導電性床材として特に実用的である１０
３Ω〜１０９Ωｃ１１１の導電率を示す製品を与えるの
で、目的上好ましい。

以上に反し、導電率１０−’〜１０′Ωｃｍの高導電性
チタン酸アルカリ金属は、高導電性床材を作るのには便
利であるが、一般に黒色、黒紫色、金色等を呈するもの
が多いので、対象床材の色調が単調になりやすい欠点が
る。

本発明における有機質結合剤は、通常床材及び／又は床
材用塗剤として用いられている有機質の結合剤であれば
よく、このようなものとして、例　　　′えばアクリル
樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂、アルキッド樹脂、
ポリエステル樹脂、エチレン酢Ｍビニル共重合体、アク
リル−スチレン共重合体、繊維素系樹脂、フェノール樹
脂、アミン樹脂等の一種又は二種の混合物であって、室
温で膜化する性質を持つものが例示される。

以」−の有機質結合剤は、通常無溶媒系で用いるのが　
作業場の環境汚染の防止及び成膜後の体積減少の抑制等
の観点から好ましが、作業性を改善へ する必要があれば、有機質の溶剤に溶解した溶液状態又
は水系エマルジョンの状態で使用することかできる。

本発明では、更に所望により、着色剤、分散剤、触媒、
助触陪、可塑剤、反応性稀釈剤、反応抑制剤、酸化防止
剤、老化防止剤、補強性充填剤、非補強性充填剤等通常
用いられる各種添加剤を併用することができる。尚、必
要に応じ、前記（Ａ　−Ｄ）以外の補強性及び／又は非
補強性の導電性充填剤を混用してもよい。

本発明は、導電性チタン酸アルカリ金属と結合剤からな
る被覆組成物又は該組成物で被覆した導あ 電性床材に係るものへるが、ここに被覆方法としては、
導電性チタン酸アルカリ金属と結合剤からなる導電性シ
ートを予め調製しておき、このシートを床面に接着させ
る方法、導電性塗剤を床面に導電性塗材又は床材を得る
ための導電性チタン酸アルカリ金属と結合剤との配合比
率は、使用目的、導電性チタン酸アルカリ金属の導電率
及び結合剤の種類により変化するので特定が困難である
が、導電性チタン酸アルカリ金属の配合率が少なすぎる
と補強性に乏しく、かつ製造条件により導電性が変動す
ることがあるので、生産管理及び施工管理に熟練を必要
とする。一方、導電性チタン酸アルカリ金属の配合比率
が多すぎると、結合力が不足する結果、床材の強度が低
下するようになる。故に、通常は結合剤２００重量部（
以下、重量部を部と略す）に対して導電性チタン酸アル
カリ金属５〜１００重量部、好ましくは１５〜１００重
量部の範囲が実用的に好ましい。

次ぎに、本発明における無機質結合剤は、珪酸塩、リン
酸塩、ホウ酸塩、石膏、その他各種セメント類である。

これらの結合剤に関し、本発明者は既に種々の技術開発
を行ない、珪酸塩系硬化剤、塗料、リン酸塩硬化剤、塗
料、防水セメント、チタン酸アルカリ金属含有防水セメ
ント等につき工業所有権が確立しているが、本発明にお
いは、導電性床材としての本発明の効果を一層意義ヂけ
るものである。

本発明において、導電性チタン酸アルカリ金属に対する
セメント系結合剤及び骨材等の配合割合は、従来の配合
と殆ど同様であるが、特に、セメント系結合剤ｉｏｏ゛
部に対し、導電性チタン酸アルカリ金属３０〜２００部
、骨材５０〜４００部の配合率が好ましい。セメント系
結合剤に対し導電性チタン酸アルカリ金属が多すぎると
、セメント系結合剤゛の結合力が低下して亀裂が生じる
ことがある６しかし、従来から知られている樹脂モルタ
ル梁組５雇物の配合はそのまま本発明に対しても適用可
能であって、本発明においても、水性樹脂及び水系エマ
ルジョンの併用は極めて効果的であった。尚、無機質結
合剤においても、着色剤、空気連行剤、減水剤その他、
通常用いられるセメント系各種添加剤を併用することが
できる。

本発明に係る導電性床材の製造手段は、使用目的、結合
剤の種類等により種々変更できる。例えば導電性塗剤に
より被覆する場合は、導電性チタン酸アルカリ金属と結
合剤とを通常用いられる混合機、分散機により混合し又
は分散させた後、床基材の表面に流し塗り、スプレー塗
り、刷毛塗り、ローラ塗り、コテ塗り等、普通実施され
ている塗装法で塗布、成膜させる。この場合、混合、分
散又は塗布時、必要に応じて通常用いられている触媒、
溶奴、分散剤その他各種添加剤を加えることができる。

本発明における導電性床材の厚みは、該床材の利用目的
により大きく左右されるが、通常１０１＋ａ〜１０ｍｍ
、好ましくは３０メ１Ｉ１１〜５ｆｆｌＩｌｌの範囲で
選択される。床材の厚さが薄すぎると、原基材表面を完
全に被覆することができず、導電むらが生じることがあ
る。また、必要以上に厚すぎるのは不経済である。

本明細書において、導電性チタン酸アルカリ金属及び床
材の導電率は、特記したものを除き、以下に示した方法
で測定した。

［１］　　試験用単杵型錠剤成形器を用い、グイ内に導
電性チタン酸アルカリ金属１ｇを充填後、真空ポンプで
脱気しつつ、２００ｋｇ／ｃＩＰで加圧成型し、直径１
２ｍｍ、厚さ５１の錠剤を得た。この試験用錠剤の両面
に電極としてＰｔ−Ｐｄ合金を真空蒸着し、湿度６０％
、温度２０℃に調整した恒温室に２時間設置後、デジタ
ルコルチメーターＴＲ６８４１（タケダ理研社製）を用
い、両電極間の抵抗値（Ｒ２Ｏ）を測定し、下式を用い
て導電性チタン酸アルカリ金属の見掛は導電率とした。

（ち１Ωｃｍ）　＝　２．２６　Ｒ１（０ｃｍ）〔２］
　　床材の体積固有抵抗率は、各実施例に準じた方法又
は必要によりＩＣｒΩｃｍ以上の体積固有抵抗率を示す
アクリル板上に塗布する方法で。

＠１０〜２０）、厚み３〜５ＩＩＩＩ＋、長さ１００〜
１５０ｍｍの成形材又は塗膜を作成後、両端断面に導電
性塗料（ドーダイド、藤倉化成製）を塗布、乾燥させて
電極とし、以下、導電性チタン酩アルカリ金属の導電率
の測定と同様に抵抗値（Ｒ２Ｏ）を測定し、下式を用い
て床材の体積固有抵抗７率を測定した。

床材の体積固有抵抗率（０１０ｃｍ） Ｒ２，Ｘ電極の断面積 電極間の距離 長さく　ｃｍ） 以下、実施例を掲げ発明実施の態様を説明するが、例示
は勿論説明用のものであって、発明思想の限定を意図し
たものではない。特に本発明の技術的範囲が、床材と目
的を同じくする壁材及び天井材に及ぶものであることは
、重々理解されるべきであ゛る。

［実施例１］ 導電性チタン酸カリウム（出願入会社製：　ＢＫ−８０
、導電率２１×１０８Ωｃｍ）１００部、エポキシ樹脂
（ダウケミカル社製：　ＤＥＲ、エポキシ当量２００）
１６５部を三木ロールミキサーを用いて混練し、エポキ
シ樹脂に導電性チタン酸カリウムが均質分散した青白色
の床用塗剤（Ｉ）を得た。

」二連の床用塗剤（Ｉ）１００部に対し、変性アミン系
硬化剤（富士化成工業社製：フジキュアー、アミン価３
５０）３５部を加えて均質に混合し、この混合物を、Ｊ
ＩＳＲ５２０１に準じて作成した標準モルタルの表面に
厚さ３ｍｍになるよう塗布、室温で硬化させることによ
り、淡青色のエポキシ樹脂系導電性床材を得た。この床
材のＪＩＳＡ５７０５、ビニル床タイルに準じた「へこ
み」試験を行なった結果、「へこみ」量はＯ，ｌＯ＋ｎ
ｍ以下であり、残留「へこみｊ量も０．０１＋ｎｍ以下
であった。尚、厚み３ｍｍ、幅１、０　ｃｍ、長さ１０
．０ｃｍの試験片（３検体）を用いた導電率の測定結果
は、１．０３Ｘ　ｔｏ”　、　１．０９Ｘ１σ１及び９
．９７　Ｘ　１０”Ωであり、体積固有抵抗率は、夫々
３．０９Ｘ１０’、３．２７Ｘ　１０”及び２．９９　
Ｘ　１０９Ωｃｍであった。そして各検体間に偏差は認
められず、安定な導電性を示した。

［実施例２〜５］ 導電性チタン酸アルカリ金属の種類を変えた以外実施例
１と同様にして試料を作り、回倒に準じてテストした結
果、下表−１の成績を得た。

（以下余白） 表−１ ［比較例１〜３］ 実施例１において、導電性チタン酸カリウムを導電性カ
ーボン粉末（ライオンアクリ−（株）製、導電率ｌσ’
ｃａ＋以下）を用いて比較用床材（１〜３）を作成し、
以下、実施例１と同様に試験した結果を下表−２として
示す。

表−２ ［実施例６〜１５］ 種々の導電性チタン酸アルカリ金属及び結合材を用い、
実施例１に準じ、下表−３に示す導電性送材を得た。

表−３ ［実施例１６］ ポルトランドセメント１００部、珪砂６号１００部、導
電性チタン酸カリ（ＢＫ−１５０）　３０部及び水７０
蹄を均一に混練して導電性セメントだモルタル面に厚さ
２＋ａｍになるように塗工し、標準状態で４週養生させ
ることにより、淡青灰色の導電性床材を得た。この末剤
の塗工層には、亀裂等の損傷は何ら認められなかった。

　　１尚、同時に作成したテストピースによる接着試験
では、接着強度１０．３　ｋｇｆ／ｄであった。更に下
地モルタル層で破断した試験片の導電率は、４週養生直
後、３．８１ＸｌびΩｃｍ；４週養生後、１１０℃で３
時間加熱載燥し、デシケータ−中で放冷した試料では、
４．３２　Ｘ　１０１’Ωｃｍであった。

［実施例１７］ 前例の実験において、配合をポルトランドセメン）１０
０部、７号珪砂１００部、導電性チタン酸カリ（ＢＫ−
１２５）　３０部及び水９０部に変えた以外、前例と同
様に行ない、淡青色の床材を得た。この床材を前例１６
と同様に試験した結果、接着強度９．７３　ｋｇｆ／ｃ
ｆｆｌであった。また。

下地モルタル層で破断し、４週養生後の導電率は１．０
３　Ｘ　ｌ　０３Ωｃｍであり、乾燥後の導電率は３．
７９Ｘ１σΩｃｍであった。

（発明の効果） 本発明の導電性床材は、以下に示す特徴を有上り ７、極めて産業ノリ用性が゛高いものである。

［１１導電性チタン酸アルカリ金属の補強性を極めて有
効に利用したもので、床材の強度及び面子滑性が改善さ
れる。

［２１床材の設定導電率に応じた導電率の導電性チタン
酸アルカリ金属を用いることにより、床材自体の導電率
と関係なしに導電性チタン酸アルカリ金属の含有量を一
定量に設定できるので、床材の物性、品位設計、生産管
理及び施工管理が容易である。

［３］　　通常使用されている静電気除去及び帯電防止
の目的に適合する導電性領域では、淡°彩色の床材を調
製することができ、調色により色調の豊富な床材を提供
できる。

１４（導電性チタン酸アルカリ金属を結合剤に対しＣＰ
ＶＣ付近になるよう配合すると、床材の体積固有抵抗率
が、導電性床材と導電性チタン酸アルカリ金属の導電率
の１／１０〜１／１００の範囲内に入るため、品質設計
が容易となる。

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. （１）結合剤１００重量部に対し導電性チタン酸アルカ
   リ金属を５〜２０重量部含むことを特徴とする導電性床
   用塗剤。
2. （２）結合剤が有機質結合剤である特許請求の範囲第１
   項記載の導電性床用塗剤。
3. （３）結合剤が無機質結合剤である特許請求の範囲第１
   項記載の導電性床用塗剤。
4. （４）結合剤が無機質セメント及び有機質結合剤である
   特許請求の範囲第１項記載の導電性床用塗剤。
5. （５）被覆層が、結合剤１００重量部に対し導電性チタ
   ン酸アルカリ金属を５〜２０重量部含む導電性床用塗剤
   であることを特徴とする導電性床材。
6. （６）結合剤が有機質結合剤である特許請求の範囲第５
   項記載の導電性床材。
7. （７）結合剤が無機質結合剤である特許請求の範囲第５
   項記載の導電性床材。
8. （８）結合剤が無機質セメント及び有機質結合剤である
   特許請求の範囲第５項記載の導電性床材。