Струмопровідні підлогові покриття

Даний винахід стосується стр умопровідного підлогового покриття. Опис матеріалів, використаних при експертизі заявки Статичні заряди, які утворюються при ходьбі або іншому переміщенні по пластиковим підлоговим покриттям, особливо при низькій вологості повітря, являють собою серйозну загрозу, зокрема, для чутливих елементів електронного устаткування. Електростатичні розряди можуть вивести з ладу або порушити функціонування таких електронних елементів. Крім того, у тих місцях, де проводиться робота з легкозаймистими матеріалами, існує небезпека їх займання від іскор, що виникають при електростатичних розрядах. Запобігання утворення електростатичних зарядів особливо актуально для приміщень, що обладнані кондиціонерами повітря й, отже, мають низьку вологість повітря, таких як обчислювальні центри, виробничі приміщення для виготовлення електронних компонентів і приладів, радіологічні лабораторії, операційні та інші приміщення, для яких необхідне повітря з низьким вмістом пилу та забруднюючих частинок . Звичайно використовувані підлогові покриття, наприклад, засновані на полівінілхлоридних або гумових сумішах, є ізоляторами. Ці покриття можна зробити струмопровідними, додавши до їх складу стр умопровідні наповнювачі або антистатичні реагенти. Однак для одержання достатньої провідності повинна бути досягнута відносно велика відсоткова концентрація за об'ємом, як правило, від 30 до 50 відсотків струмопровідного наповнювача. Звичайно як струмопровідні наповнювачі використовуються металеві матеріали, струмопровідна вугільна сажа або графіт, але додавання таких матеріалів у необхідній кількості приводить до забарвлення виробу в чорний або сірий колір. Недолік використання антистатичних матеріалів полягає в тому, що вони дуже сильно реагують на зміни вологості повітря, а значить, їх ефективність у більшому ступені залежить від умов навколишнього середовища. Спосіб одержання сильно спресованого струмопровідного покриття з термопластичної пластмаси відомий з [європейського патенту А 869 217], відповідно до якого частинки термопластичної пластмаси, покриті шаром, яка містить струмопровідну речовину, спресовуються при високій температурі та під великим тиском у єдиний блок з струмопровідними доріжками, який згодом розрізається поперек напрямку струмопровідних доріжок на пластини необхідної товщини, при цьому в цих пластинах струмопровідні доріжки йдуть у напрямку товщини цих плит. У результаті одержують світлозабарвлене, струмопровідне підлогове покриття з термопластичної пластмаси. Поліуретан (ПУ) та інші захисні шари, такі як ПУ-акрилати, епоксидні акрилати, прості та складні поліефірні акрилати, силіконові (кремнієорганічні) акрилати та інші широко використовуються для надання жорсткості поверхні пластикових підлогових покриттів для побутового та промислового застосування. Ці верхні (захисні) шари роблять поверхню підлогового покриття більш гладкою та зменшують тертя, що полегшує чищення та догляд за ним. Один з недоліків таких захисних шарів полягає в їх електроізолюючих власти востях, що робить їх непридатними для струмопровідних однорідних підлогових покриттів. Струмопровідні підлогові покриття повинні мати електричний опір від 0,05 до 1,0% МОм протягом усього терміну використання виробу. Для виконання цієї умови захисний шар не повинен впливати або повинен лише незначно впливати на загальну провідність підлогового покриття. Провідність підлогового покриття повинна визначатися кількістю та якістю провідного матеріалу, наприклад, вугільної сажі (чорні вкраплення), що містяться в підкладці. При нанесенні традиційних захисних шарів електричний опір струмопровідного підлогового покриття повинен збільшитися, відповідно до європейського стандарту EN 1081, від приблизно 0,05-0,1 МОм до більш ніж 100 МОм. Ступінь збільшення опору залежить від товщини, основних власти востей та класу використовуваного захисного шару. Широко відоме використання хімічних домішок для зменшення електричного опору, але цей спосіб не придатний для підлогового покриття, тому що одержуваний у результаті захисний шар має низьку стійкість до утворення плям, існує ризик міграції домішок, та провідність такого покриття нестабільна в часі. Часто такі хімічні домішки зменшують прозорість і/або забарвлюють захисний (верхній) шар. Мінеральні матеріали або струмопровідні пігменти також можуть використовува тися для зменшення електричного опору, але їх застосування, як правило, приводить доефекту забарвлення покриття. Відповідно до даного винаходу поверхневе покриття, яке складається з підкладки й захисного або верхнього шару, призначено для струмопровідного підлогового покриття із захисним шаром, що характеризується поліпшеними якостями прибирання та обслуговування, а також високою прозорістю. Відповідно, винахід пропонує нове й поліпшене покриття поверхні, яке складається з підкладки та верхнього захисного шару, яке відрізняється тим, що верхній шар містить у собі частинки із струмопровідним покриттям з середнім розміром частинок (у цифра х) від 0,1 до 50 мкм. Струмопровідне підлогове покриття, одержане відповідно до даного винаходу, характеризується поліпшеними якостями прибирання та обслуговування, а також підвищеною прозорістю. До того ж, електропровідність такого покриття залишається постійною протягом усього терміну служби. Відповідно до кращого варіанта виконання даного винаходу частинки, в основному, повинні мати сферичну форму. Такі сферичні частинки легше змішуються із захисним шаром перед нанесенням даного захисного шару на підкладку. Бажано, щоб частинки були покриті шаром срібла, алюмінію, міді, нікелю, золота або їх сплавів з іншими металами. Найбільш кращі кульки з металевим покриттям. Таке металеве покриття має дуже гарні експлуатаційні якості та дозволяє ефективно відводити будь-які заряди, що накопичуються в захисному шарі, у підкладку, через яку вони далі заземлюються. Частинки або кульки з металевим покриттям з алюмінію мають сухий об'ємний питомий опір між 0,0001 та 0,01 Ом/см. Дуже гарні результати досягаються на покритих металом кульках із сухим об'ємним питомим опором приблизно 0,001 Ом/см. Верхній шар містить від 0,01 до 10 масових відсотків від загальної маси частинок захисного шару. Оптимальний відсоток залежить, головним чином, від типу та товщини матеріалу, з якого виготовлений захисний шар. Бажано, щоб верхній шар був виготовлений з ПУ-дисперсії (наприклад, Неовез R988 виробництва компанії "Неокесинз"), ПУ-розчину, 2-компонентного ПУ, ПУ-акрилату (наприклад, Аквалюкс 1420-8500 виробництва компанії " Текнос-МС"), епоксидного акрилату, складного або простого поліефірного акрилату, силіконакрилату або їх сумішей. Верхній шар містить похідний від уретану полімер, краще, поліуретан, а найкраще - водну дисперсію ПУакрилату з ультрафіолетовим (УФ) отвердінням з вмістом сухої речовини між 5% та 80% у масовому відношенні, краще - від 20% до 60% у масовому відношенні. Такі захисні шари широко використовуються в даній галузі техніки для таких застосувань, де електрична провідність не потрібна. Товщина верхнього шару звичайно становить від 0,5мкм до 100мкм. Такий верхній шар може наноситися будь-яким відомим способом, наприклад, способом накатки, як прямої, так і зворотної, напилюванням, екрануванням, сіткографіею та ін. Зрозуміло, розмір частинок, покритих струмопровідною плівкою, визначається товщиною захисного шару. Як правило, середній розмір частинок не повинен бути більше приблизно половини товщини захисного шару. Описаний вище верхній шар придатний для нанесення на будь-яке струмопровідне й антистатичне підлогове покриття, переважно на підлогове покриття на основі ПВХ із вертикальними струмопровідними каналами, що містять вугільну сажу. Такий виріб випускається серійно компанією "Таркетт АБ" (Tarkett АВ) під торговельною маркою "Торо ЕЛ" (TORO EL). Також можуть використовуватися підлогові покриття на основі поліолефіну або гуми. Далі наведено більш докладний опис даного винаходу на основі прикладу. Приклад 1 Для виготовлення струмопровідного підлогового покриття були використані наступні матеріали: 1) струмопровідні скляні кульки, покриті шаром срібла (марки CSGS 10 А, серійно випускаються компанією "Прогресив Філлерс Інтернешнл Інк", штат Теннесі, США), середній розмір яких -10мкм, покриття чистого срібла -12% та сухий об'ємний питомий опір - 0,001Ом/см; 2) захисний шар: "Аквалюкс" (Aqualux™) виробництва компанії "Текнос А/С" (Teknos A/S), Данія, водна дисперсія ПУ-акрилату з УФ спіканням з вмістом сухої речовини близько 40%; 3) пластикове підлогове покриття із ПВХ (марки "Торо ЕЛ", що серійно випускається компанією "Таркетт Ей-Бі", Швеція) з "вертикальними струмопровідними каналами", які містять вугільну сажу. Близько 1% у масовому відношенні CSGS 10A змішувався із зазначеною дисперсією ПУ-акрилату, після чого на струмопровідне підлогове покриття на установці накатки ця суміш була нанесена шаром близько 20г/м 2. Після сушіння товщина "плівки" захисного шару склала близько 8мкм. Для порівняння результатів використовувалися два еталонних зразки: один без захисного шару, другий - з таким же захисним шаром, але без струмопровідних частинок. Оскільки використовувалося тільки близько 1% частинок CSGS 10A, то захисний шар одержали прозорим. Частинки CSGS 10A не змінюють взагалі, або змінюють дуже незначно зовнішній вигляд поверхні. Досить низький вміст кульок дозволяє тільки вертикальну електропровідність захисного шару, від поверхні до струмопровідної підкладки, і не дозволяє ніякої горизонтальної електропровідності. Для визначення властивостей підлогового покриття були використані наступні методи: 1) Європейський стандарт EN 1081 (січень 1998 p.): Пружні підлогові покриття - визначення електричного опору. 2) Стандарт Асоціації ESD (ANSI/ESDS7.1-1994). Було визначено, що електричний опір струмопровідного підлогового покриття (марки "Торо ЕЛ") без захисного шару знаходився в межах від 0,03 до 0,1МОм, тоді як електричний опір струмопровідного підлогового покриття ("Торо ЕЛ") з ПУ шаром без CSGS виявився більше 500МОм. Електричний опір струмопровідного підлогового покриття ("Торо ЕЛ") з струмопровідним ПУ шаром, одержаним відповідно до даного винаходу, складав 0,05-0,2МОм. При використанні зазначеної концентрації частинок не було помічено зміни кольору та залежності від вологості повітря, і була зафіксована дуже висока електропровідність через захисний шар, одержаний відповідно до даного винаходу, до струмопровідних частин (вугільна сажа) підкладки. Цей захисний шар не збільшив істотно електричний опір підлогового покриття. Електропровідність підлогового покриття визначається опором підкладки, яка перебуває під ПУ шаром. При використанні "нормальної" кількості ПУ значно покращилися якості прибирання покриття в порівнянні з контрольним покриттям без ПУ.