JPH0657915B2 - 静電防止カ−ペツトタイル及びこの種のカ−ペツトタイルの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、静電防止性カーペットタイル及びこの種のカ
ーペットタイルの製造方法に関するものである。

［従来の技術］ たとえばカーペットタイルのような床覆い材は人間がそ
の上を歩いたり或いは家具などの物品をこの床覆い材と
接触しながら移動させると多量の静電気を蓄積する。こ
の蓄積した静電気が床覆い材に急激に放電されると、人
間に不快感を与えると共にコンピュータや電子装置の機
能を阻害する。静電気蓄積及び放電は、カーペットの表
面から電気アースに至る導電通路を設けかつ床表面剤に
対する抵抗値（すなわちバルク抵抗及び表面抵抗）が所
定の基準内、たとえばコンピュータ及び電子部品製造業
者により敏感なコンピュータ、電子部品及びマイクロチ
ップを有する装置を保護するのに必要とされるような基
準以内となるよう確保して最小化することができる。典
型的にはこの種の基準は表面及びバルク抵抗において最
小５×10^５Ωかつ最大２×10¹⁰Ωを必要とする。さら
に、安全のためにはしばしば10^３〜10^４Ωという所望の
最小抵抗値が存在する。

静電気の発生又は静電気の蓄積を防止しかつ人間又は装
置に対し危険なしに静電気を急速に逸散しうるようなカ
ーペット材、特にカーペットタイルが開発されている。
しかしながら現在まで、この種の床覆い材は完全には満
足しうるものでない。床材の面に静電防止性トップコー
ト材を施こして静電防止性床面表材を製造することがで
きる。しかしながら、典型的にはこの種の静電防止処理
は永久的なものでなく床覆い材の汚れ性をもたらし、さ
らに一般的には低い湿度および相対湿度の条件下では大
して効果的でない。繊維質の床材における永久的導電性
若しくは静電気導電性は、導電性繊維若しくはヤーン部
材を床材（たとえばカーペットタイル）に混入して生ぜ
しめることができる。この種の導電性繊維部材はたとえ
ばヤーン部材として微細な細い金属線若しくは金属被覆
線で構成したり、或いはたとえば炭素充填した炭素含有
のコアヤーン又は非導電性表面繊維若しくはヤーンに混
入した繊維で構成することができる。この種の永久的保
護は、カーペットの面と人及び物品との間の相互作用に
より発生する低い静電気とカーペットの面における導電
性との両者をしばしば与える。しかしながら、導電性繊
維面はそれ自身ではカーペットの面を貫通する有効な導
電性を与えない。すなわち、許容しうる導電性若しくは
バルク抵抗（いわゆる容量抵抗）を与えない。

カーペットの繊維面に混入されてこのカーペットの繊維
面を固定すると共にこれら部材を導電性プレコート若し
くは裏地層の使用により固定して、発生した静電気を極
めて迅速に逸散させるようなカーペットタイルが製造さ
れている。典型的には、この種の導電性プレコートは導
電材（たとえば金属粒子、特に分散した微細なカーボン
ブラック粒子のような導電材）を混入して導電性を高め
たスチレン−プタジエンラテックスのような高分子材料
からなっている。この種のカーペットタイル或いはその
他のカーペット材は比較的厚い裏地層をも備えて、使用
の際のカーペットタイルの寸法安定性及びカーペットタ
イルの載置平面を確保する必要がある。広範な種類の高
分子材料を使用しうるが、市販のカーペットタイルの裏
地として使用される現在最も普及した材料はアタクチッ
クポリプロピレン、ビチューメン及びポリ塩化ビニルで
ある。この種の材料は非導電性であることを必須とし、
したがって電荷を容易にアースさせたり或いはカーペッ
トタイルの裏側に導通させることができない。

一般に、静電防止性若しくは導電性薬品を比較的厚い裏
地層中に使用し、たとえばカーボンブラック粒子のよう
な粒子材料を高分子裏地材と共に使用しても充分でない
ことが判明している。何故なら、所望の導電性又は静電
防止効果を得るのに必要なカーボンブラックの量は顕著
な粘度増加をもたらし、或いはしばしば裏地の化学特性
に影響を与えるからである。さらに、たとえば金属脂肪
酸石鹸、グリコールなどの他の静電防止性添加剤を用い
てこれを裏地材に混入すると、しばしば裏地材の化学的
及び機械的性質を変化させて不満足な品質及び性質をも
たらす。たとえば、固体のビチューメン裏地内にステア
リン酸化合物を用いてカーペットタイルの製造に使用す
るとしばしばビチューメンの接着性に影響を及ぼし、さ
らにビチューメン若しくはビチューメン充填剤（たとえ
ば石灰、裏地材）の機械的性質を弱める。カーペットタ
イル及びその製造方法が、1984年 3月28日付けで公告さ
れた英国特許第 2057353Ｂ号公報に記載されており、こ
れを参考のためここに引用する。

［発明が解決しようとする問題点］ したがって、向上した導電性を有しかつ上記した従来の
表面材に伴う欠点を回避する一層効果的かつ向上した静
電防止性を有する導電性繊維面の表面覆い材並びにその
製造方法を提供することが望ましい。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、静電防止性又は向上した導電性を有する繊維
面の表面覆い材並びにその製造及び使用方法に関するも
のである。特に本発明は、たとえばコンピュータや電子
工業及び事務室の環境で使用して鋭敏なコンピュータや
電子装置に対する損傷を防ぐための静電防止性カーペッ
トタイル及びその製造及び使用方法に関するものであ
る。

本発明の静電防止性導電カーペット若しくは表面覆い材
は繊維面の表面と裏面層とを備え、カーペットの裏面か
ら裏地層を貫通してカーペットの底面まで延在する複数
の導電材のカラムが存在し、この島型の導電材カラムを
貫通してカーペットの裏面からカーペットの裏側表面ま
で電気通路を形成する。

特に、本発明は、カーペットタイルが一次裏地シート
（典型的には不織ポリプロピレン、ポリエステル、麻、
ガラス繊維などのシート材を一次裏地シートとして使用
したもの）に固定された繊維面と、この繊維面を一次裏
地シートの裏面に固定するよう作用するフレコート層と
を備えた静電防止性カーペットタイルを提供する。この
カーペットは比較的厚い密実若しくはフォーム又はその
組合せよりなる裏地層を備え、これを一層若しくは数層
として形成することができ、これはさらにガラス繊維シ
ートなどの寸法安定性シート材を含有することができ
る。必要に応じ、たとえばポリエステルなどのシート材
料の二次裏地層を裏地層の裏面に固定することもでき
る。

カーペットタイルは、裏地層に形成されかつカーペット
タイルの裏面からほぼプレコート層及び一次裏地シート
の裏面まで延在する複数の離間した導電性材料のカラム
を有して、表面のカーペットの裏側から裏面まで電気通
路を形成し、導電性を高めると共に１×１０¹⁰Ω／スク
エア（□）以下、典型的には１×１０^６Ω／□若しくは
それ以下の向上した導電性若しくはバルク抵抗を与え
る。

所望ならば、静電防止性カーペットタイルは必要に応じ
さらに裏面上にたとえば薄い被覆層若しくはストリップ
のような導電性材料の１つ若しくはそれ以上の層を備え
て、カーペットタイルの裏面における導電性カラムを接
続すると共にカーペットタイルのほぼ全裏面に延在して
カーペットタイルの裏面における離間したカラム端部を
接続する導電性ストリップを形成することもできる。さ
らに導電層若しくはストリップは、床にカーペットの固
定する導電性接着層で構成することもできる。

特に好適な具体例においては、本発明の静電防止性カー
ペットは繊維面の表面が導電性繊維若しくはヤーンを含
み、プレコートが導電性プレコートであり、すなわち炭
素粒子若しくは金属粒子などの静電防止性添加物を含有
し、さらに導電性カラムの一端部がプレコート中に突入
しかつ他端部がカーペットの裏面に対しほぼ垂直にカー
ペットの導電性ストリップ若しくは裏面まで延在するよ
うなカーペットタイルからなっている。事実、導電性若
しくは静電防止性添加物はカーペツトの面にトップコー
トして施こしたり或いは裏地層中に混入したり或いはカ
ーペット中に使用するシート材のいずれかに混入するこ
ともできるが、典型的には裏地層は非導電性若しくは不
十分な導電性であって、複数の導電材の島部、たとえば
カーペットタイルの一次元の方向にほぼ均一離間した島
部がアースのための効果的電気通路を形成する。

コンピュータ及び電子工業に使用するのに適しかつ約１
×１０^８Ω／□未満のバルク抵抗値を有する静電防止性
の有効な導電性カーペットは、たとえばポリエステル、
ナイロンなどの合成繊維の繊維面を有するカーペットタ
イルを使用して形成され、これはニードルパンチ型、融
着型又はタフテッド型繊維を有し、この繊維面は何本か
の細いステンレス鋼ヤーン又は炭素コアの合成ヤーンを
含んでカーペットの面に導電性を付与する。この種の細
いステンレス鋼ヤーンは導電性を高めるために被覆する
ことができ、さらに炭素充填した高分子繊維で構成する
こともでき、たとえば 6本対12本の導電性繊維対非導電
性繊維に対し約１本の導電性ヤーンの割合で使用する。
さらに、この種のカーペットタイルは、たとえば不織ポ
リプロピレンのような一次裏地シートをも含み、導電性
プレコート（たとえばスチレン−プタジエンラテックス
層）を使用して繊維を一次裏地シートに固定する。ラテ
ックスプレコートは薄いプレコート層に対し導電性を付
与する量、たとえば１平方ヤード当り 5〜40オンスの量
の炭素粒子を含有して、一般に１×１０^８Ω／□未満の
導電性を与えることができる。

このカーペットタイルはさらに密実な高分子裏地層の比
較的厚い、たとえばビチューメン或いはたとえば微細粒
子の石灰とビチューメンとからなるビチューメン−充填
剤混合物よりなる層を有し、たとえば１平方ヤード当り
10〜 150オンス、特に１平方ヤード当り30〜 120オンス
の量で使用する。必要に応じ、裏地層はガラス繊維また
はたとえばポリエステルのような合成繊維の組織若しく
はスクリムを含有して、カーペットタイルに寸法安定性
を付与することもできる。ビチューメン若しくは石灰充
填したビチューメンなどの高分子裏地は非導電性である
ことを必須とする。さらに、カーペットタイルは一般に
その裏面に二次裏地層、たとえば織物ポリエステル層を
も有して、カーペットタイルを容易に地面に固定した
り、或いは装着に際し表面上に載置しうるようにする。

本発明のカーペットタイルは、典型的にはたとえば微細
な炭素粒子を含有する水性若しくは揮発有機溶剤性イン
キなどの導電性インキ型高分子材料よりなる導電性材料
の一連の密実カラムを有する。カーペットは一般に導電
性であるプレコート層から又は一次層の裏側から裏面ま
で或いは必要に応じ二次裏地シートの裏面まで延在する
導電性インキのカラムを有する。これらカラムは離間し
て整列しているが変化させることもでき、かつカーペッ
トタイルのほぼ全長にわたり一端部から他端部まで、た
とえば１〜６インチ、より典型的には１／２〜２インチ
の程度で均一に離間させることができる。好適には二次
裏地シートの裏面にわたり延在する導電性材料の直線的
に離間した端部を、必要に応じたとえばカーボンブラッ
ク粒子を含有する材料（たとえばＳＢＲラテックス又は
導電性インキ）の薄い被覆ストリップのような導電性材
料よりなる薄いストリップで接続することもできる。こ
の導電性被覆層若しくはストリップは一般にカーペット
タイルの全面にわたって延在し、かつこれらカラムの端
部を接続してカーペットタイルの裏面に島部を形成する
と共に、カーペットタイルの縁部まで延在する。被覆ス
トリップの代りにアースする電気通路を導電性接着剤を
使用して構成し、カーペットの裏面をベース床に固定す
ることもできる。本発明のカーペットタイルは、コンピ
ュータ室或いは電子装置を有する部屋に使用すると１×
１０^８Ω／□以下、典型的には１×１０^６Ω／□以下の
向上した電気バルク抵抗を付与し、導電性プレコート層
と非導電性の厚い裏地層における導電性カラムとカラム
の裏面における導電性ストリップ若しくは被覆とを通し
て導電性繊維面から地面まで静電気を急速に放電させ
る。所望ならば、カーペットタイルは直線上、ジグザグ
状或いはカーペットの全裏面にわたりほぼ不均一又は均
一に分布させたカラムを有することもできる。静電防止
性の高いカーペットタイルが望ましければ、これらカラ
ムを接続する１個若しくはそれ以上の導電性ストリップ
或いはその格子でさえ存在させることができる。

裏地層に使用する高分子材料は広範囲の種類のホットメ
ルト又は熱可塑性型の高分子材料で構成され、限定はし
ないが次のものを包含する：ビチューメン、塩化ビニル
樹脂、アタクチックポリプロピレン、ウレタン及びエチ
レン酢酸ビニル樹脂。これら重合体はたとえば可塑剤、
難燃剤、硬化剤、粘度指数向上剤などの各種の添加剤並
びにたとえばタルク、石灰、珪藻土などの充填剤を含有
することもできる。使用するビチューメンは石油系のビ
チューメン若しくはアスファルト材で構成され、発癌性
の石炭タール誘導体から誘導されたり含有したりせず、
ホットメルト型カーペット裏地材として使用するのに適
するものとする。

さらに本発明は、たとえば繊維面を有するカーペットタ
イルのような静電防止性若しくは導電性表面覆い材の製
造方法を提供し、この方法は導電性の炭素含有高分子イ
ンキ材のような複数の離間した導電性材料よりなる細い
カラムを形成し、これを裏地層の裏面からプレコート層
まで或いはカーペット材の一次裏地の裏面まで延在させ
て、表面覆い材の面から裏側まで導電性通路を形成する
と共に、向上したバルク抵抗値を付与する。導電材の細
いカラムは典型的には、付着させるべき導電材を含有す
る１個若しくはそれ以上のスパイク又は針状部材を裏地
層に侵入させて、裏地層に細いカラムを形成させるこに
より容易に形成する。たとえば、細いカラムは回転ホイ
ール又は往復部材に装着した１個若しくはそれ以上のス
パイク状部材の表面を導電性の乾燥液、たとえば導電性
の炭素含有インキで被覆し、次いでカーペットの裏地層
の裏面に所定長さのスパイク状若しくは針状部材を侵入
させ、プレコート層中へ又はカーペットタイルの一次シ
ートの裏面まで突入させて形成することができる。導電
性カラムは針状若しくはスパイク状部材を抜取った際に
形成され、導電性材料は侵入穴部内にカラムとして付着
する。一般に、針状若しくはスパイク状部材を抜取った
後、これら部材を導電性材料で再被覆し、かつ再び裏地
層の裏面に侵入させるのに使用する。一般に、複数のス
パイク状若しくは針状部材を有する回転ホイールを使用
すれば、カラムはカーペットタイルのほぼ全裏面にわた
り一般に不連続であるが所定の直線路として形成され
る。

さらに、この方法はカーペットタイルの裏面に導電性被
覆層、ストリップ又は接着剤を被覆して、裏面における
細いカラムの端部を接続することからなっている。一般
に、被覆はカーペットタイルの裏面におけるカラム端部
を接続するストリップのみから構成しうるが、所望なら
ば勿論二次裏地層を装着する前又は後にカーペットの裏
面の全体若しくは一部を覆う導電性被覆層とすることも
できる。１つの操作方法においては、カーペットタイル
を繊維面を下側若しくは上側にして支持し、次いでプレ
コート層中に達する所定長さの針状部材を有する回転ホ
イールを支持層上のカーペットタイルの横方向移動によ
って回転させ、針状部材が裏地層の裏面に所定のパター
ンで侵入させ、かつこの侵入の後に抜取りかつ導電性イ
ンキを付着させて針状部材の表面を再び被覆し、かつ前
記パターンを反復する。導電性インキは一般にカーボン
ブラック粒子により暗色を示すので、針は表面繊維の変
色を防止するためカーペットの表面まで侵入してはなら
ない。

［発明の効果］ 本発明の静電防止性の導電性表面覆い材、特にカーペッ
トタイル並びにその製造方法は、従来技術に伴う多くの
欠点を解消すると共に、向上した電気抵抗値を有する密
実な非導電性裏地層を有する優秀な表面覆い材、特にカ
ーペットタイルを与える。

［実施例］ 以下、限定はしないが添附図面を参照して本発明による
静電防止性カーペットタイルの製造につき説明するが、
本発明は多くの種類の静電防止性表面覆い材の製造にも
同等に応用することができ、かつ本発明の思想及び範囲
を逸脱することなく多くの改変、改良、追加などをなし
うることが当業者には了解されよう。

図面はたとえばナイロンなどの合成重合体よりなり導電
性ヤーン14を織込んだタフテッド繊維面を有するカーペ
ットタイルを示しており、繊維面を支持ベルト12上に位
置せしめる。繊維14はポリエステルの一次裏地シート１
６に固定されかつ導電性カーボンブラック粒子を含有す
る導電性のプレコートＳＢＲラテックス層18を用いて所
定位置に固定される。ビチューメン石灰裏地20をプレコ
ート層18に固定する一方、たとえばポリエステル繊維よ
りなる二次裏地シート22をビチューメン裏地層20の裏面
に固定する。

第１図に一層詳細に説明したように、回転ホイール２４
を、移動する支持層12におけるカーペットタイル10の上
方に位置せしめ、このホイール２４はその外周に複数の
均一離間したスパイク状若しくは針状部材２６を備え
る。連続気泡の発泡材よりなるフォームロールコーター
28を、導電性液体インキ材32を含有する槽中で回転させ
るよう配置する。ベルト12上のカーペット10の前進移動
は回転ホイール24をその軸線を中心としてスパイク26と
共に自由運動させる。ホイール24が回転すると、スパイ
クは連続気泡発泡層28中に侵入して槽30からの導電液32
により飽和され、スパイク26の外表面が被覆される。支
持層の上でカーペットタイル10が移動すると、スパイク
がカーペットタイル10の裏面と接触しながら侵入する。
導電液で端部被覆されたスパイク26が二次裏地層22及び
ビチューメン20に侵入ｎて導電性プレコート層18中まで
突入し、かつ抜取る際に侵入穴部36内に導電性インキを
付着させて導電性カラム32を形成し、このカラムは導電
性プレコート層18から二次裏地層22の裏面に至る電気通
路を形成する。

ホイールの回転はプレコート層に対し所定深さまでカー
ペットタイル10の全裏面にわたり所定の離間した直線配
置で複数の導電材32のカラムを形成し、これらはたとえ
ば裏地被覆及びプレコートの厚さに応じて約30〜 150ミ
ル、特に60〜 120ミルに達する。第２図に一層詳細に示
したように、たとえば導電性インキよりなる導電層をカ
ーペット10の裏面に被覆してカーペットの全裏面にわた
り乾燥した導電性ストリップ34を形成すると共に、二次
裏地層22におけるカラム32の端部を接続する。

次いで、第１図及び第２図のように作成したカーペット
はこれを地面上に載置して使用するが、所望ならば地面
中にアースさせた針金により電気接続したり或いは導電
性接着剤で電気接続することもできるが、より典型的に
は単に地面に載置すればよく、作用においてカーペット
の表面１４に蓄積した静電気は表面14における導電性繊
維を通過し、導電性プレコート層及び複数のカラム32を
通してストリップ34に至り、さらにアースされる。

以上、特定実施例により本発明の改良カーペット及びそ
の製造方法につき説明したが、所望の導電性の種類に応
じてカーペットの繊維面を導電性としたり、或いはプレ
コートを導電性としたりすることは必要でない。何故な
ら、裏地層全体にプレコート若しくは一次シートまで延
在する導電性材料の細いカラムを形成することだけがカ
ーペットタイルの面厚さ全体に電気通路を形成するのに
しばしば望ましく、特に厚い裏地層を非導電材で構成し
た場合に有益であり、実際にたとえばビチューメン若し
くは石灰充填したビチューメンのような表面覆い材の電
気絶縁材として作用するからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による導電性カーペットタイルの製造方
法の略部分断面図であり、 第２図は第１図によるカーペットタイルの背面図であ
る。 10……カーペットタイル、12……ベルト 14……ヤーン、18……ラテックス層 20……裏地層、22……裏地シート 24……回転ホイール、26……針状部材。 32……インキ材

Claims (12)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】（ａ）繊維面材料と、 （ｂ）この繊維面材料を固定する一次裏地シートと、 （ｃ）電気絶縁型の裏地材で構成されかつ裏面を有する
   比較的厚い裏地層と、 （ｄ）裏地層の裏面から繊維面材料の裏面に至る導電通
   路を形成する複数の細い導電材のカラムと からなり、前記カラムは離間して繊維面層の表面に対し
   垂直に延在することを特徴とする向上した導電性を有す
   る繊維質の床表面覆い材。
2. 【請求項２】導電性被覆層ストリップを備えて、裏地層
   の裏面における複数の導電性カラムを電気接続する特許
   請求の範囲第１項記載の覆い材。
3. 【請求項３】約１×１０^８Ω／スクエア未満のバルク電
   気抵抗を有する特許請求の範囲第１項記載の覆い材。
4. 【請求項４】一次裏地シートに固定された繊維面材料の
   層を備え、さらに裏面を有する非導電性裏地層を備えた
   静電防止性若しくは導電性の表面覆い材を製造するに際
   し、裏地層の裏面から繊維面材料の裏面に至る導電通路
   を形成する複数の離間した細い導電材のカラムを形成
   し、これによって表面覆い材の繊維面から裏地層の裏面
   に至る静電荷の導電性通路を形成すると共に、向上した
   低い電気抵抗の表面覆い材を形成することを特徴とする
   静電防止性若しくは導電性の表面覆い材の製造方法。
5. 【請求項５】導電材を含有する細いスパイク状部材を裏
   地層に侵入させ、前記細いスパイク状部材を裏地層から
   抜取って裏地層に導電材のカラムを形成させる特許請求
   の範囲第４項記載の方法。
6. 【請求項６】細いスパイク状部材が液体の導電性インキ
   材の被覆を有し、前記インキ材は導電性のカーボンブラ
   ック又は金属粒子を含有する特許請求の範囲第５項記載
   の方法。
7. 【請求項７】繊維面材料が導電性の繊維面材料からなる
   特許請求の範囲第４項記載の方法。
8. 【請求項８】表面覆い材が一次裏地シートの裏面に導電
   性のプレコート層を有し、裏地層の裏面から導電性プレ
   コート層中へ突入する細いスパイク状カラムを形成する
   特許請求の範囲第４項記載の方法。
9. 【請求項９】裏地層の裏面における導電材の複数の端部
   を導電層と接続する特許請求の範囲第４項記載の方法。
10. 【請求項１０】導電性ストリップを被覆して裏地層の裏
    面に延在する導電材を接続すると共に、前記ストリップ
    に至る複数の導電材の電気通路を形成し、かつ表面覆い
    材の装着に際しアースさせる特許請求の範囲第９項記載
    の方法。
11. 【請求項１１】回転ホイールの表面における複数の離間
    したスパイク状部材をカーペットタイルの裏面に対し侵
    入関係で移動させ、スパイク状部材の外面を導電性液体
    インキ材で被覆し、前記ホイールの回転運動によって液
    体被覆用のスパイク状部材をカーペットの裏地層の裏面
    に侵入させて、プレコート層まで延在する裏地層の裏面
    に複数の離間した侵入穴部を形成すると共にこれら侵入
    穴部に前記液体を付着させ、かつ前記ホイールの回転に
    際し未被覆のスパイク状部材を抜取ってさらに被覆及び
    侵入を行なう特許請求の範囲第４項記載の方法。
12. 【請求項１２】繊維面材料が導電性の合成繊維面材料か
    らなり、そして裏地層がビチューメンからなる特許請求
    の範囲第１項記載の覆い材。