АНТИСТАТИЧЕСКОЕ ПОВЕРХНОСТНОЕ ПОКРЫТИЕ Российский патент 2014 года по МПК E04F15/12 H05F3/02 B29C70/88 B29C43/22 C08F10/00 

Объект изобретения

[0001] Настоящее изобретение относится к безосновному поверхностному покрытию, обладающему антистатическими свойствами и способу изготовления подобного поверхностного покрытия.

Уровень техники

[0002] Многослойные поверхностные покрытия и безосновные поверхностные покрытия хорошо известны специалистам.

[0003] Декоративные многослойные покрытия являются гетерогенными и представляют собой многослойные композиты, обычно содержащие опорный слой, называемый, как правило, основой, и слои, выполненные из отличных друг от друга разнообразных составов, как правило, из материалов на основе поливинилхлорида или полиолефина. Основу обычно выполняют из нетканого или тканого материала, войлока, резины, уплотненного или вспененного материала на основе резины.

[0004] Безосновные поверхностные покрытия (называемые также гомогенными покрытиями) представляют собой покрытия, которые не содержат опорного слоя (или основы). Подобные покрытия включают в себя один слой (центральный слой), содержащий полимерные частицы, и изготавливаются путем агломерации этих частиц под действием тепла и давления, например, в двухленточном прессе, обеспечивающем спекание частиц друг с другом с образованием однородного листа.

[0005] Пример способа изготовления безосновного поверхностного покрытия описан в патенте США 4396566. В соответствии с данным способом частицы термопластической синтетической смолы наносят на движущийся носитель, перемещаемый через зону нагрева, уплотняют и сваривают под давлением, а затем охлаждают под давлением.

[0006] Недостаток безосновных поверхностных покрытий заключается в том, что они не обладают достаточными антистатическими свойствами. Как правило, такие поверхностные покрытия являются диэлектриками и по этой причине не подходят для использования в среде, в которой существует необходимость предотвращать возникновение электростатических полей. Подобная необходимость существует на некоторых предприятиях, на которых изготавливается и/или хранится электронное оборудование, в особенности на предприятиях, производящих электронное оборудование.

[0007] Для решения вышеописанных проблем были разработаны поверхностные покрытия, обладающими свойствами рассеивания статического электричества. Например, в патенте Великобритании 2207435 раскрыто поверхностное покрытие, содержащее агломерат отдельных элементов полимерного материала, причем, по меньшей мере, некоторые из указанных отдельных элементов содержат антистатическую присадку.

[0008] Кроме того, известно нанесение на верхнюю поверхность гомогенных поверхностных покрытий слоя лака для повышения качества их очистки и эксплуатационной надежности. Однако, подобный лаковый слой обладает диэлектрическими свойствами.

Задачи изобретения

[0009] Настоящим изобретением предлагается безосновное поверхностное покрытие не имеющее недостатков, присущих покрытиям, известным из уровня техники и способ изготовления такого покрытия.

[0010] В частности, предлагается безосновное поверхностное покрытие, обладающее антистатическими свойствами.

[0011] В частности, предлагается безосновное поверхностное покрытие, обладающее свойствами рассеивания статического электричества.

[0012] Настоящем изобретением, в частности, также предлагается способ изготовления безосновного поверхностного покрытия, обладающего антистатическими свойствами.

Раскрытие изобретения

[0013] Настоящее изобретение относится к безосновному поверхностному покрытию, содержащему центральный слой, состоящий из частиц, полученных измельчением листа, причем указанные частицы представляют собой неспекшиеся частицы, внедренные в полимерную матрицу, причем указанные полимерные частицы и/или указанная полимерная матрица содержат электропроводящий материал.

[0014] Безосновное поверхностное покрытие представляет собой покрытие, которое не содержит опорного слоя (или основы), на который перед процессом агломерации наносят частицы, являющиеся компонентом поверхностного покрытия.

[0015] В соответствии с конкретными вариантами осуществления изобретения безосновное поверхностное покрытие содержит один из нижеуказанных признаков или подходящую комбинацию любых из этих признаков:

- поверх центрального слоя нанесен лак на основе полиуретана, содержащий покрытые металлом сферические частицы;

- между нанесенным на верхнюю сторону лаком на основе полиуретана и центральным слоем, состоящим из частиц, полученных измельчением листа, имеется слой проводящего грунтовочного средства;

- электропроводящий материал выбран из группы, включающей: металл, оксид металла, сплав металла, углерод или представляет собой смесь указанных материалов;

- электропроводящий материал выбран из группы, состоящей из серебра, никеля, вольфрама, алюминия, меди, золота, нержавеющей стали, титана, диоксида титана, олова, оксида олова, сурьмы, оксида сурьмы, сажи, угольного графита, углеродных нанотрубок углерода или представляет собой смесь указанных материалов;

электропроводящий материал содержит состав на основе оксида олова игольчатой структуры;

- массовая доля полимерной матрицы составляет менее 50% от общей массы состава указанного безосновного проводящего поверхностного покрытия;

- частицы, полученные путем измельчения листа и/или полимерная матрица имеют состав на основе поливинилхлорида или полиолефина;

- на обратной стороне указанного проводящего поверхностного покрытия имеется проводящее покрытие (13);

- проводящее безосновное поверхностное покрытие имеет сопротивление проводимости менее 1×10¹¹ Ом;

- проводящее безосновное поверхностное покрытие имеет сопротивление проводимости менее 1×10⁹ Ом;

[0016] Настоящее изобретение относится также к способу изготовления проводящего безосновного поверхностного покрытия, включающему следующие этапы:

a) обеспечивают наличие частиц, полученных измельчением листа,

b) обеспечивают наличие порошка на основе полимера для полимерной матрицы,

c) наносят указанные частицы на движущийся ленточный носитель,

d) на указанные частицы наносят порошок на основе полимера,

e) производят термообработку и уплотнение в прессе указанных частиц и указанного порошка на основе полимера с тем, чтобы получить структуру, содержащую агломерированные и неспекшиеся частицы (10, 11), внедренные в полимерную матрицу (12, 14),

причем указанные частицы и/или указанная полимерная матрица содержат электропроводный материал.

[0017] В соответствии с конкретными вариантами осуществления изобретения способ может включать в себя один из следующих этапов, или подходящее сочетание любых из следующих этапов:

- шлифование обратной поверхности полученного проводящего поверхностного покрытия до заданной толщины,

- нанесение перед выполнением этапа c) пыли, образованной на этапе шлифования, на движущийся ленточный носитель;

- нанесение на обратную сторону поверхностного покрытия проводящего покрытия;

- нанесение на верхнюю сторону поверхностного покрытия лака на основе полиуретана, содержащего покрытые металлом сферические частицы;

- нанесение перед нанесением лака на основе полиуретана на верхнюю поверхность проводящего поверхностного покрытия проводящего грунтовочного средства.

Краткое описание чертежей

[0018] На Фиг.1 схематически показано двухленточное устройство для изготовления безосновного поверхностного покрытия в соответствии с первым вариантом осуществления изобретения.

[0019] На Фиг.2 схематически показан двухленточный пресс для изготовления безосновного поверхностного покрытия в соответствии со вторым вариантом осуществления изобретения.

[0020] На Фиг.3 показано поверхностное покрытие, обладающее антистатическими свойствами.

[0021] На Фиг.4 схематически показано поперечное сечение поверхностного покрытия, содержащего проводящие и непроводящие частицы, внедренные в полимерную матрицу.

[0022] На Фиг.5 схематически показано поперечное сечение поверхностного покрытия, содержащего проводящие и непроводящие частицы, внедренные в проводящую полимерную матрицу, а также проводящее покрытие на обратной стороне.

[0023] На Фиг.6 схематически показано поперечное сечение поверхностного покрытия, содержащего проводящие и непроводящие частицы, внедренные в проводящую полимерную матрицу, и содержащего проводящее покрытие на обратной стороне.

[0024] На Фиг.7 схематически показано поперечное сечение поверхностного покрытия, содержащего непроводящие частицы, внедренные в проводящую полимерную матрицу, и содержащего проводящее покрытие на обратной стороне.

[0025] На Фиг.8 схематически показано поперечное сечение поверхностного покрытия, содержащего проводящие и непроводящие частицы, внедренные в проводящую полимерную матрицу, и содержащего проводящее покрытие на обратной стороне и проводящий лак на верхней стороне.

[0026] На Фиг.9 схематически показано поперечное сечение поверхностного покрытия, содержащего проводящие и непроводящие частицы, внедренные в полимерную матрицу, и содержащего проводящее покрытие на обратной стороне и проводящий лак на верхней стороне.

[0027] На Фиг.10 схематически показано поперечное сечение поверхностного покрытия, содержащего проводящие и непроводящие частицы, внедренные в полимерную матрицу, и содержащего проводящее покрытие на обратной стороне и проводящий лак на верхней стороне, нанесенный на верхнее проводящее грунтовочное средство, нанесенное на верхнюю сторону поверхностного покрытия.

Подробное описание изобретения

[0028] Декоративные поверхностные покрытие, в частности напольные покрытия, имеют специфические механические свойства, в частности, с точки зрения механической прочности, износоустойчивости и сопротивления вдавливанию, а также с точки зрения удобства, мягкости, звукоизоляции и теплоизоляции.

[0029] Предложенное безосновное поверхностное покрытие сочетает в себе механические свойства подобных безосновных поверхностных покрытий с антистатическими свойствами, и, следовательно, может рассматриваться как "антистатическое" поверхностное покрытие, поскольку оно способствует уменьшению или предотвращению образования статических зарядов и отведению зарядов в землю.

[0030] Предложенное проводящее безосновное поверхностное покрытие содержит неспекшиеся проводящие частицы 10 и/или неспекшиеся непроводящие частицы 11, внедренные в полимерную матрицу 12 или 14, которая может содержать или не содержать проводящий материал, улучшающий электропроводность упомянутого поверхностного покрытия.

[0031] Проводящие или непроводящие частицы представляют собой полимерные частицы, предпочтительно выполненные из материалов на основе резины, поливинилхлорида или полиолефина. Они могут иметь форму гранул, волокна, клочков, крошек, щепок, хлопьев или гальки, или любую другую подходящую форму и размер.

[0032] Проводящие частицы 10 дополнительно содержат проводящий материал, который может быть, например, металлом, оксидом металла, сплавом металла, углеродом или смесью вышеуказанных веществ. Проводящий материал может иметь высокие электропроводные свойства, однако для удовлетворения конкретных требований, например, эстетических требований, в частности, для получения определенной прозрачности, может быть использован материал, имеющий меньшую электропроводность.

[0033] Предпочтительно, проводящие частицы содержат серебро, никель, вольфрам, алюминий, медь, золото, нержавеющую сталь, титан, диоксид титана, олово, оксиды олова, диоксид олова, сурьму, оксиды сурьмы, пентаоксид сурьмы, сажу, угольный графит, углеродные нанотрубки или смесь вышеуказанных веществ.

[0034] Массовая доля проводящих частиц в проводящем материале составляет от 1 до 40%.

[0035] Проводящие частицы 10 могут иметь любую подходящую форму, размер и толщину для образования сети, обеспечивающей проведение электрических зарядов от верхней поверхности к нижней поверхности поверхностного покрытия. Проводящие частицы 10 имеют размер 1-3 мм и электрическое сопротивление от 0,01 до приблизительно 100 МОм.

[0036] Массовая доля проводящих частиц 10 в поверхностном покрытии составляет менее 50%.

[0037] Непроводящие частицы 11 предпочтительно получают из листа материала, содержащего полимер на основе поливинилхлорида или полиолефина, изготовленного перед гранулированием или измельчением на упомянутые непроводящие частицы. Такой лист предпочтительно изготовляют каландрированием из непрерывного потока полимера, выходящего из экструдера.

[0038] Проводящие частицы 10 предпочтительно получают из листа материала, содержащего проводящий материал и полимер на основе поливинилхлорида или полиолефина. Проводящий материал в форме порошка или волокна, внедряют в частицы полимера с использованием экструдера, а затем - каландра.

[0039] Непроводящие 11 или проводящие 10 частицы могут дополнительно содержать наполнитель, стабилизатор, краситель или их смесь. Состав на основе поливинилхлорида может дополнительно содержать пластификатор.

[0040] Количество наполнителя предпочтительно составляет от 0 до 200 Phr, стабилизатора - от 0,5 до 5 Phr, красителя - от 0 до 10 Phr, пластификатора - от 10 до 60 Phr, при этом единица измерения Phr (частей на сто) означает дозировку по массе, т.е. количество массовых частей добавляемого вещества на 100 массовых частей полимера (поливинилхлорида ПВХ (PVC) или полиолефина).

[0041] Примеры типичных составов непроводящих частиц (НПЧ) или проводящих частиц (ПЧ) приведены в таблицах 1 и 2.

Таблица 1: Составы непроводящих частиц (НПЧ) или проводящих частиц (ПЧ) на основе ПВХ.   НПЧ-1, Phr ПЧ-2, Phr НПЧ-3, Phr ПЧ-1, Phr ПЧ-2, Phr ПВХ 100 100 100 100 100 Пластификатор 40 30 50 40 30 Стабилизатор 3 2 4 3 3 Наполнители 60 20 150 50 30 Краситель 4 1 7 0 0 Проводящий материал 0 0 0 10 20 Таблица 2: Составы непроводящих частиц (НПЧ) или проводящих частиц (ПЧ) на основе полиолефина.   НПЧ-A в Phr НПЧ-B в Phr НПЧ-C в Phr ПЧ-D в Phr Полиолефин 100 100 100 100 Стабилизатор 2 1 1 1 Наполнители 50 0 150 50 Краситель 4 5 3 0 Проводящий материал 0 0 0 20

[0042] В качестве ПВХ-полимера можно, например, использовать полимеры компаний Hydro Polymers, Ineos, Georgia Gulf или Solvin. В качестве полиолефинового полимера предпочтительно использовать полиэтилен или сополимер этилена и октена (PE-со-O), например, Affinity™ EG 8100 компании Dow Chemical.

[0043] В качестве наполнителя можно использовать любой подходящий наполнитель, выбираемый, предпочтительно, из гидратов, оксидов, глин, карбонатов, доломита или смеси указанных веществ. В качестве наполнителя можно, например, использовать доломит (Myanite A20) компании Omya AB, мел, например Danchalk® P компании Dankalk или Reosorb 90 компании Omya AB.

[0044] В качестве стабилизатора может использоваться любой подходящий стабилизатор. Предпочтительно, кальций-цинковый (Ca-Zn) стабилизатор, например кальций-цинковый (Ca-Zn) стабилизатор компании Akcros или Barlocher GmbH.

[0045] В качестве красителя можно использовать любой подходящий краситель. Ограничения в выборе красителя могут быть связаны только с эстетическими соображениями. Предпочтительно использовать в качестве красителя оксид титана C.I. Red 144, C.I. Blue 15:1, C.I. Black 7, C.I. Green 7, C.I. Yellow 83 или C.I. Violet 23. В качестве диоксида титана можно использовать, например, Kemira 660 компании Kemira Pigments, Tiona® 168 компании Millenium Chemicals или Tronox® R-FK-3 компании IMCD Sweden AB, в качестве Blue 15:1 можно использовать Irgatith Blue BCA компании Ciba или PV Fast Blue производства Clariant, C.I. В качестве Red 144 используют Cromophtal® Red BRNP компании Ciba, а в качестве C.I. Black 7 - Printex® U компании Evonik.

[0046] В качестве пластификатора может использоваться любой подходящий пластификатор. Предпочтительно он представляет собой диизононилфталат ДИНФ (DINP) или диизодецилфталат ДИДФ (DIDP), например, компании Exxon Mobile или компании Oxeno GmbH.

[0047] Проводящий материал проводящих частиц предпочтительно представляет собой сажу, углеродные нанотрубки или электропроводящий диоксид титана в виде порошка или волокна, например такой, как описан в патенте США 4373013, или известный как Zelec® ECP компании Milliken.

[0048] Основу полимерной матрицы 12, в которую включены непроводящие частицы 11 и проводящие частицы 10, составляет поливинилхлорид или полиолефин. Полиолефин предпочтительно представляет собой полиэтилен или его сополимер.

[0049] Полимерную матрицу 12 выполняют из порошка, содержащего частицы, размер которых меньше размера проводящих частиц. Размер частиц указанного порошка составляет, предпочтительно, от 1 до 300 мкм.

[0050] Массовая доля полимерной матрицы 12 составляет менее 50% от общего веса состава поверхностного покрытия 9.

[0051] Полимерная матрица может содержать по меньшей мере один проводящий материал, улучшающий электрическую проводимость упомянутого поверхностного покрытия. Однако, полимерная матрица может и не содержать такого материала.

[0052] В качестве проводящего материала можно использовать любой подходящий материал любой подходящей формы, размера или вида, например, он может быть в виде порошка или волокна. Это может быть тот же самый материал, что и проводящий материал проводящих частиц. Его количество может составлять от 1 до 40 Phr.

[0053] Если проводящий материал представлен в виде волокна, то волокна в таком материале имеют диаметр от 0,01 до 1 мкм, предпочтительно около 0,3 мкм, и длину от 0,05 до 10 мкм, предпочтительно около 5,15 мкм.

[0054] В состав полимерной матрицы может дополнительно входить пластификатор, стабилизатор или смесь этих веществ.

[0055] Количество стабилизатора предпочтительно, составляет, от 0,5 до 5 Phr. Количество пластификатора в составе на основе поливинилхлорида может составлять от 5 до 50 Phr.

[0056] Примеры составов типичных полимерных матриц приведены в таблицах 3 и 4.

Таблица 3: Составы полимерной матрицы на основе поливинилхлорида   Порошок 1, Phr Порошок 2, Phr Порошок 3, Phr Порошок 4, Phr Порошок 5, Phr ПВХ 100 100 100 100 100 Пластификатор 35 40 40 5 50 Стабилизатор 2,5 2 2 1 3 Проводящий материал 13 20 5 40 15 Краситель 0 0 1 1 0 Таблица 4: Составы порошка полимерной матрицы на основе полиолефина   Порошок А, Phr Порошок В, Phr Порошок С, Phr Полиолефин 100 100 100 Стабилизатор 2 2 1 Проводящий материал 5 15 30 Краситель 0 1 0

[0057] В качестве ПВХ-полимера можно использовать полимеры компаний Hydro Polymers, Ineos, Georgia Gulf или Solvin. В качестве полиолефинового полимера предпочтительно использовать полиэтилен или сополимер этилена и октена (PE-со-O), например, Affinity™ EG 8100 компании Dow Chemical.

[0058] В качестве стабилизатора можно использовать любой подходящий стабилизатор. Предпочтительно, кальций-цинковый (Ca-Zn) стабилизатор, например, кальций-цинковый (Ca-Zn) стабилизатор компании Akcros или Barlocher GmbH.

[0059] В качестве красителя можно использовать любой подходящий краситель. Ограничения в выборе красителя связаны только с эстетическими соображениями. Предпочтительно, краситель представляет собой диоксид титана C.I. Red 144, C.I. Blue 15:1, C.I. Black 7, C.I. Green 7, C.I. Yellow 83 или C.I. Violet 23. Например, в качестве диоксида титана можно использовать Kemira 660 компании Kemira Pigments, Tiona® 168 компании Millenium Chemicals или Tronox® R-FK-3 компании IMCD Sweden AB, в качестве Blue 15:1 - Irgatith Blue ВСА компании Ciba или PV Fast Blue компании Clariant, C.I. В качестве Red 144 - Cromophtal® Red BRNP компании Ciba, и C.I, а в качестве Black 7 - Printex® U компании Evonik.

[0060] В качестве пластификатора можно использовать любой подходящий пластификатор. Предпочтительно диизононилфталат ДИНФ (DINP) или диизодецилфталат ДИДФ (DIDP), например, компании Exxon Mobile или Oxeno GmbH.

[0061] В качестве проводящего материала предпочтительно используют электропроводящий диоксид титана в форме порошка или волокон, например, такой, как описанный в патенте США 4373013, или известный как Zeiec® ECP компании Milliken.

[0062] В соответствии с первым вариантом осуществления безосновное поверхностное покрытие содержит проводящие частицы 10 и непроводящие частицы 11, внедренные в полимерную матрицу 12, не содержащую проводящий материал, улучшающий электропроводность указанного поверхностного покрытия.

[0063] В соответствии со вторым вариантом осуществления поверхностное покрытие содержит только проводящие частицы 10, внедренные в полимерную матрицу 12, не содержащую проводящий материал, улучшающий электропроводность указанного поверхностного покрытия.

[0064] В соответствии с третьим вариантом осуществления поверхностное покрытие содержит проводящие частицы 10 и непроводящие частицы 11, внедренные в полимерную матрицу 12, содержащую проводящий материал, улучшающий электропроводность указанного поверхностного покрытия.

[0065] В соответствии с четвертым вариантом осуществления поверхностное покрытие содержит непроводящие частицы 11, внедренные в полимерную матрицу 12, содержащую проводящий материал, улучшающий электропроводность указанного поверхностного покрытия.

[0066] В соответствии с пятым вариантом осуществления поверхностное покрытие содержит только проводящие частицы 10, внедренные в полимерную матрицу 12, содержащую проводящий материал, улучшающий электропроводность упомянутого поверхностного покрытия.

[0067] Предложенное безосновное поверхностное покрытие изготавливают с использованием любого подходящего устройства. Предпочтительно, как показано на фиг.1 и 2, его изготавливают с использованием двухленточного пресса 3, содержащего движущийся носитель 3 в виде ленты (или нижнюю ленту), выполненный из стали или содержащий, например, прокладочную бумагу, вал 1, перемещающий нижнюю ленту 3, и вал 2, перемещающий верхнюю ленту 4, причем указанный вал 2 нагревают и управляют им при температуре от 160 до 200°C и давлении от 0,5 до 25 бар.

[0068] Изготовление безосновного поверхностного покрытия не предусматривает использования нижнего слоя или основы. Проводящие частицы 10 и непроводящие частицы 11 наносят на ленточный движущийся носителе 3 в количестве от 1 до 5 кг/м², используя либо одно из устройств 5 или 7 (фиг.1), в которое подают смесь непроводящих и проводящих частиц, либо используя и устройство 5, в которое подают проводящие частицы, и устройство 7 (фиг.2), в которое подают непроводящие частицы.

[0069] В устройства 5 и 7 предпочтительно подают и, таким образом, с помощью этих устройств наносят, только частицы требуемого размера. Для этого в ходе изготовления частиц их могут пропускать через решетку, с помощью которой производят отбор частиц требуемого размера, помещенную в гранулятор, например решетку с шагом в 10 мм.

[0070] Осаждение порошка полимерной матрицы осуществляют с помощью устройства 6, которое наносит указанный порошок на движущийся носитель 3 и проводящие частицы 10 и/или непроводящие частицы 11 в количестве от 0,01 до 0,30 кг/м².

[0071] Затем частицы и порошок полимерной матрицы нагревают и уплотняют, например, в двухленточном прессе, получая безосновное поверхностное покрытие. Таким образом, проводящий материал или проводящую частицу приводят в контакт с проводящим материалом другой проводящей частицы для формирования проводящих или рассеивающих каналов. Аналогичным образом, проводящий материал, входящий в состав полимерной матрицы приводят в контакт с другим проводящим материалом, содержащимся в полимерной матрице или в контакт с проводящим материалом проводящих частиц для формирования проводящих или рассеивающих каналов.

[0072] Для того, чтобы отрегулировать толщину поверхностного покрытия до заданной величины производят шлифовку обратной стороны полученного поверхностного покрытия. Предпочтительно удаляют слой толщиной около 0,2 мм, так что окончательная толщина поверхностного покрытия составляет от 1,9 до 2,2 мм.

[0073] При изготовлении предложенного безосновного проводящего покрытия не предусмотрено использование нижнего слоя или основы. Однако перед распылением на движущийся носитель 3 частиц, на него распыляют пыль 11 вырабатываемую на этапе шлифования, формируя, таким образом, слой толщиной около 0,2-3 мм. Предпочтительно, пыль 11 составляет менее 10% общего веса поверхностного покрытия. Шлифовальную пыль предпочтительно распыляют посредством устройства 8.

[0074] На обратную сторону полученного безосновного поверхностного покрытия, отшлифованного или неотшлифованного, наносят проводящее покрытие 13, содержащее проводящий материал, улучшающий электропроводность упомянутого поверхностного покрытия. Проводящий материал может представлять собой любой подходящий материал. Он может быть, например, тем же самым материалом, что и проводящий материал проводящих частиц 10 или полимерной матрицы 12 и его количество может составлять от 10 до 100 Phr.

[0075] Проводящее покрытие 13, наносимое на обратную сторону безосновного покрытия, представляет собой покрытие на основе полиуретана и предпочтительно содержит полиуретановую дисперсию или раствор двухкомпонентного полиуретана, акрилат полиуретана, эпоксидный акрилат, полиэфиракрилат, акрилат простого полиэфира, акрилат силикона или их смесь. Предпочтительно, покрытие, наносимое на обратную сторону содержит дисперсию полиуретанакрилата на водной основе, способную отверждаться под воздействием ультрафиолетового излучения, с массовой долей сухого вещества от 5 до 80%, предпочтительно от 20 до 60%.

[0076] Проводящее покрытие 13 на обратную сторону наносят любым подходящим способом, в количестве, например, около 20 г/м² и толщиной около 6 мкм.

[0077] Предпочтительно, верхнюю сторону безосновного поверхностного покрытия с рельефом или без рельефа, покрывают проводящим слоем 15 лака 15, предпочтительно на основе полиуретана, содержащим проводящие сферические частицы 16.

[0078] Предпочтительно, слой 15 лака имеет толщину около 10 мкм и наносится любым подходящим способом, например, с использованием валика или реверсивным и инверсивным распылением, наливом, трафаретным способом.

[0079] Верхнее покрытие 15 содержит дисперсию полиуретана или раствор двухкомпонентного полиуретана, акрилат полиуретана, эпоксидный акрилат, полиэфиракрилат, акрилат простого полиэфира, акрилат силикона или смесь указанных веществ. Верхнее покрытие предпочтительно содержит дисперсию полиуретанакрилата на водной основе, способную отверждаться под воздействием ультрафиолетового излучения, с массовой долей сухого вещества от 5 до 80%, предпочтительно, от 20 до 60%.

[0080] Верхнее покрытие 15 содержит покрытые металлом сферические частицы 16, с объемным сопротивлением от 0,0001 до 0,01 Ом/см. Сферические частицы 16 изготавливают из любого подходящего материала, однако предпочтительно использовать стеклянные частицы. Размер частиц составляет от 1 до 100 мкм. Предпочтительно, их массовая доля в верхнем покрытии составляет от 0,01 до 10%. Однако, их концентрация в составе верхнего покрытия и размер могут быть выбраны таким образом, чтобы они соответствовали толщине желаемого верхнего покрытия.

[0081] Сферические частицы 16 могут быть покрыты любым подходящим металлом, предпочтительно, серебром, алюминием, медью, никелем, золотом или сплавом указанных металлов с другим металлом.

[0082] В предпочтительном варианте осуществления перед нанесением слоя 15 лака, верхнюю сторону поверхностного покрытия покрывают проводящим грунтовочным средством 17. Это грунтовочное средство обеспечивает соединение сферических частиц верхнего покрытия 15 с проводящими каналами, образуемыми проводящим материалом проводящих частиц 10 и/или проводящим материалом полимерной матрицы 12, улучшая, таким образом, проводящие свойства поверхностного покрытия.

[0083] Проводящее грунтовочное средство 17, наносимое на верхнюю сторону поверхностного покрытия содержит проводящий материал. В качестве проводящего материала может использоваться любой подходящий материал, например, тот же материал, что и проводящий материал проводящих частиц или полимерной матрицы. При этом количество такого материала может составлять от 1 до 10000 Phr. Предпочтительно, может быть использован электропроводящий оксид олова, например, описанный в патенте Японии 56120519, более предпочтительно - состав на основе электропроводящего оксида олова игольчатой структуры, содержащий оксид олова и пентоксид сурьмы.

[0084] Проводящее грунтовочное средство 17, наносимое на верхнюю сторону поверхностного покрытия предпочтительно представляет собой средство на основе полиуретана и содержит, предпочтительно, дисперсию полиуретана или раствор двухкомпонентного полиуретана, акрилат полиуретана, эпоксидный акрилат, полиэфиракрилат, акрилат простого полиэфира, акрилат силикона или их смесь.

[0085] Проводящее грунтовочное средство, наносимое на верхнюю сторону, предпочтительно содержит дисперсию полиуретанакрилата на водной основе, способную отверждаться под воздействием ультрафиолетового излучения, массовая доля которой составляет от 1 до 40%, предпочтительно от 3 до 25%.

[0086] Проводящее грунтовочное средство 17, наносимое на верхнюю сторону, наносится любым способом и предпочтительно имеет толщину около 2 мкм.

[0087] Проводящее грунтовочное средство 17, наносимое на верхнюю сторону может быть по существу прозрачным или полупрозрачным.

[0088] Использование проводящего грунтовочного средства 17 в комбинации с верхним покрытием не только способствует улучшению свойств безосновного поверхностного покрытия с точки зрения его антистатических свойств, но также повышает качество его очистки и эксплуатационную надежность.

[0089] Согласно стандарту ANSI/ESD S7.1 поверхностное покрытие с сопротивлением относительно земли 1×10⁶ Ом считается "проводящим" покрытием, а поверхностное покрытие с сопротивлением относительно земли менее 1×10⁹ Ом считают "рассеивающим". Кроме того, общеизвестно, что сопротивление относительно земли "антистатического" поверхностного покрытия составляет от 1×10¹⁰ до 1×10¹² Ом, и что при сопротивлении более 1×10¹² Ом поверхностное покрытие считают "диэлектриком".

[0090] Безосновные поверхностные покрытия согласно настоящему изобретению представляют собой по меньшей мере антистатические покрытия, но в большинстве они являются либо рассеивающими либо проводящими покрытиями, так как их сопротивление проводимости составляет от 0,02 МОм до 27 МОм, а поверхностное сопротивление - от 0,07 МОм до 102 МОм.

Примеры

[0091] Пример 1:

Безосновное поверхностное покрытие изготавливают с использованием непроводящих частиц на основе поливиниохлорида, содержащих ПВХ-полимер компании Hydro Polymers, массовая доля которого составляет 48%, пластификатор диизононилфталат (ДИНФ (DINP)) компании Exxon Mobile, массовая доля которого составляет 19%, кальций-цинковый (CaZn) стабилизатор компании Akcros с массовой долей 2%, наполнители доломит (Myanite A20) компании Omya AB в массовой доле 20% и мел (Danchalk® P) компании Dankalk в массовой доле 9%, и красители диоксид титана (Kemira 660) компании Kemira Pigments в массовой доле 1,9% и C.I. Blue 15:1 (Irgatith Blue BCA) компании Ciba, массовая доля которого составляет 0,1%. Непроводящие частицы наносят с использованием устройства 5 (подающего устройства) в количестве 3,6 кг/м² на нижнюю стальную ленту шириной в 2,5 метра, движущуюся со скоростью в 10 метров/мин для образования слоя толщиной около 3 мм. На непроводящие частицы с использованием подающего устройства 6 наносят порошок полимерной матрицы на основе ПВХ в количестве 60 г/м². При этом указанный порошок полимерной матрицы содержит поливинилхлорид компании Hydro Polymers в массовой доле 66%, пластификатор диизодецилфталат ДИНФ (DINP) компании Exxon Mobile в массовой доле 22%, кальций-цинковый (CaZn) стабилизатор компании Akcros Chemical в массовой доле 2%, при этом в качестве проводящего материала использован электропроводящий диоксид титана, имеющий игольчатую структуру, компании Union Chemical в массовой доле 10%. Непроводящие частицы и порошок полимерной матрицы уплотняют под давлением около 10 бар, между нижней стальной лентой и верхней стальной лентой, которую нагревают до 175°C на расстоянии около 7 метров. После этапа нагревания готовый лист охлаждают примерно до 30°C в двухленточном прессе. Обратную сторону шлифуют, удаляя слой толщиной около 0,2 мм, так, чтобы толщина поверхностного покрытия составила около 2 мм. Затем на обратную сторону наносят проводящее покрытие обратной стороны (20 г/м²), содержащее сажу, массовая доля которой составляет 15%.

[0092] Пример 2

В этом примере поверхностное покрытие выполняют таким же образом, как и в Примере 1, за исключением того, что порошок полимерной матрицы, содержащий проводящий материал, наносят на непроводящие частицы в количестве 90 г/м².

[0093] Пример 3

В соответствии с Примером 2 поверхностное покрытие выполняют таким же образом, как и в Примере 1, за исключением того, что порошок полимерной матрицы, содержащий проводящий материал, наносят на непроводящие частицы в количестве 120 г/м².

[0094] Пример 4

В соответствии с Примером 4 поверхностное покрытие выполняют таким же образом, как и в Примере 2, за исключением того, что безосновное покрытие дополнительно содержит верхнее покрытие (20 г/м² влажн.), содержащее в качестве проводящего материала покрытые серебром сферические частицы.

[0095] Пример 5

В соответствии с Примером 5 поверхностное покрытие выполняют таким же образом, как и в Примере 1, за исключением того, что перед нанесением верхнего покрытия (20 г/м² влажн.), содержащего покрытые серебром сферические частицы, наносят (12 г/м² влажн.) верхнее покрытие из проводящего грунтовочного средства на основе полиуретана, содержащего состав, содержащий оксид олова игольчатой структуры на водной основе в массовой доле 40%, содержащий оксид олова в массовой доле около 20% и пентаоксид сурьмы в массовой доле около 0,7%.

[0096] Пример 6

В соответствии с Примером 6 поверхностное покрытие выполняют таким же образом, как и в Примере 4, за исключением того, что перед нанесением верхнего покрытия, содержащего покрытие серебром сферические частицы, наносят (12 г/м² влажн.) верхнее покрытие в виде проводящего грунтовочного средства на основе полиуретана, содержащее состав, содержащий оксид олова игольчатой структуры на водной основе в массовой доле 40%, содержащий оксида олова в массовой доле около 20% и пентоксид сурьмы в массовой доле около 0,7%.

[0097] Пример 7

В соответствии с Примером 7 поверхностное покрытие выполняют таким же, образом, как и в Примере 1, за исключением того, что в качестве проводящего материала порошок полимерной матрицы содержит электропроводящий диоксида титана в массовой доле 13%, причем порошок наносят на проводящие частицы в количестве 30 г/м².

[0098] Пример 8

В соответствии с Примером 8 поверхностное покрытие выполняют таким же образом, как и в Примере 7, за исключением того, что порошок полимерной матрицы, содержащий проводящий материал наносят на проводящие частицы в количестве 60 г/м²,

[0099] Пример 9

В соответствии с Примером 8 поверхностное покрытие выполняют таким же образом, как и в Примере 7, за исключением того, что порошок полимерной матрицы, содержащий проводящий материал наносят на проводящие частицы в количестве 90 г/м².

[00100] Пример 10

В соответствии с Примером 10 поверхностное покрытие выполняют таким же образом, как и в Примере 7, за исключением того, что порошок полимерной матрицы, содержащий проводящий материал наносят на проводящие частицы в количестве 120 г/м².

[00101] Пример 11

В соответствии с Примером 11 поверхностное покрытие выполняют таким же образом, как и в Примере 9, за исключением того, что безосновное покрытие дополнительно содержит верхнее покрытие (20 г/м² влажн.), содержащее в качестве проводящего материала покрытые серебром сферические частицы.

[00102] Пример 12

В соответствии с Примером 12 поверхностное покрытие выполняют таким же образом, как и в Примере 11, за исключением того, что перед нанесением верхнего покрытия (20 г/м² влажн.), содержащего покрытые серебром сферические частицы, наносят (12 г/м² влажн.) верхнее покрытие в виде проводящего грунтовочного средства на водной основе, содержащего состав, содержащий оксид олова игольчатой структуры на водной основе в массовой доле 40%, содержащий оксид олова в массовой доле около 20% и пентоксид сурьмы в массовой доле около 0,7%.

[00103] Пример 13

Безосновное поверхностное покрытие изготавливают с использованием непроводящих частиц на основе поливинилхлорида, как описано в примере 1, и проводящих частиц на основе ПВХ, содержащих ПВХ-полимер компании Hydro Polymers, массовая доля которого составляет 35%, сажу в массовой доле 13%, пластификатор диизононилфталат (ДИНФ (DINP)) компании Exxon Mobile, массовая доля которого составляет 19%, стабилизатор компании Akcros в массовой доле 2%, наполнители доломит (Myanite A20) компании Omya AB в массовой доле 20% и мел (Danchalk® P) компании Dankalk в массовой доле 9%, и красители диоксид титана (Kemira 660) компании Kemira Pigments в массовой доле 1,9% и C.I. Blue 15:1 (Irgatith Blue ВСА) компании Ciba. Непроводящие и проводящие частицы наносят с использованием устройства 5 (подающего устройства) в количестве 3,6 кг/м² на нижнюю стальную ленту шириной в 2,5 метра, движущуюся со скоростью 10 метров/мин для образования слоя частиц толщиной около 3 мм. Массовая доля проводящих частиц составляет 30% от общей массы смеси проводящих и непроводящих частиц. На проводящие и непроводящие частицы с использованием подающего устройства 6, наносят порошок полимерной матрицы на основе полвинилхлорида в количестве 120 г/м², содержащий поливинилхлорид компании Hydro Polymers в массовой доле 66%, пластификатор диизодецилфталат ДИНФ (DINP) компании Exxon Mobile в массовой доле 22%, кальций-цинковый (CaZn) стабилизатор компании Akcros Chemical в массовой доле 2% при этом в качестве проводящего материала использован электропроводящий диоксид титана игольчатой структуры компании Union Chemical в массовой доле 10%. Проводящие и непроводящие частицы и порошок полимерной матрицы уплотняют при давлении около 10 бар, между нижней стальной лентой и верхней стальной лентой, которую нагревают до 175°C на расстоянии в 7 метров. После этапа нагрева изготовленный лист охлаждают до 30°C в двухленточном прессе. Обратную сторону шлифуют, удаляя слой толщиной приблизительно 0,2 мм, с тем чтобы толщина поверхностного покрытия составляла около 2 мм. Затем обратную сторону покрывают проводящим покрытием обратной стороны (20 г/м²), содержащим сажу в массовой доле 15%.

[00104] Пример 14

В соответствии с Примером 14 поверхностное покрытие выполняют таким же образом, как и в Примере 13, за исключением того, что порошок, который наносят на непроводящие и проводящие частицы представляет собой непроводящий порошок.

[00105] Пример 15

В соответствии с Примером 15 поверхностное покрытие выполняют таким же образом, как и в Примере 13, за исключением того, что на верхнюю поверхность поверхностного покрытия наносят верхнее покрытие (20 г/м²), содержащее в качестве проводящего материала покрытые серебром сферические частицы.

[00106] Пример 16

В соответствии с Примером 16 поверхностное покрытие выполняют таким же образом, как и в Примере 15, за исключением того, что перед нанесением верхнего покрытия, наносят (12 г/м² влажн.) верхнее покрытие в виде проводящего грунтовочного средства на водной основе, содержащее оксид олова игольчатой структуры на водной основе в массовой доле 40%, содержащий оксид олова в массовой доле около 20% и пентоксид сурьмы в массовой доле около 0,7%.

[00107] Пример 17

В соответствии с Примером 17 поверхностное покрытие выполняют таким же образом, как и в Примере 14, за исключением того, что на верхнюю поверхность поверхностного покрытия наносят верхнее покрытие (20 г/м² влажн.), содержащее в качестве проводящего материала покрытые серебром сферические частицы.

[00108] Пример 18

В соответствии с Примером 18 поверхностное покрытие выполняют таким же образом, как и в Примере 17, за исключением того, что перед нанесением верхнего покрытия, наносят (12 г/м² влажн.) верхнее покрытие из проводящего грунтовочного средства на водной основе, содержащего состав, содержащий оксид олова игольчатой структуры на водной основе в массовой доле 40%, содержащий оксид олова в массовой доле около 20% оксид сурьмы в массовой долек около 0,7%.

[00109] Пример 19

Безосновное поверхностное покрытие изготавливают с использованием непроводящих частиц на основе поливиниохлорида, содержащих ПВХ-полимер компании Hydro Polymers, массовая доля которого составляет 48%, пластификатор диизононилфталат (ДИНФ (DINP)) компании Exxon Mobile, массовая доля которого составляет 19%, кальций-цинковый (CaZn) стабилизатор компании Akcros с массовой долей 2%, наполнители доломит (Myanite A20) компании Omya AB в массовой доле 20% и мел (Danchalk® P) компании Dankalk в массовой доле 9%, и красители диоксид титана (Kemira 660) компании Kemira Pigments в массовой доле 1,9% и C.I. Blue 15:1 (Irgatith Blue BCA) компании Ciba, массовая доля которого составляет 0,1%. Непроводящие частицы наносят с использованием устройства 5 (подающего устройства) в количестве 3,6 кг/м² на нижнюю стальную ленту шириной в 2,5 метра, движущуюся со скоростью в 10 метров/мин для образования слоя толщиной около 3 мм. На непроводящие частицы с использованием подающего устройства 6 наносят порошок полимерной матрицы на основе ПВХ в количестве 60 г/м². При этом указанный порошок полимерной матрицы содержит поливинилхлорид компании Hydro Polymers в массовой доле 66%, пластификатор диизодецилфталат ДИНФ (DINP) компании Exxon Mobile в массовой доле 22%, кальций-цинковый (CaZn) стабилизатор компании Akcros Chemical в массовой доле 2%, при этом в качестве проводящего материала использован электропроводящий диоксид титана, имеющий игольчатую структуру, компании Union Chemical в массовой доле 10%. Непроводящие частицы и порошок полимерной матрицы уплотняют под давлением около 10 бар, между нижней стальной лентой и верхней стальной лентой, которую нагревают до 175°C на расстоянии около 7 метров. После этапа нагревания готовый лист охлаждают примерно до 30°C в двухленточном прессе. Обратную сторону шлифуют, удаляя слой толщиной около 0,2 мм, так, чтобы толщина поверхностного покрытия составила около 2 мм.

[00109] Таблица 5. Результаты испытаний поверхностных покрытий, изготовленных в соответствии с вышеупомянутыми примерами: Номер примера Сопротивление проводимости, 50% RH МОм Поверхностное сопротивление, 50% RH MΩ Общее сопротивление, 50% RH       N 9 N 10 1 240-5000 340-1490 88 210 2 9,7 16 10 120 3 1,4 3,4 1,2 12 4 5 12 5,5 75 5 3,3 8,3 2,1 6 6 0,8 2,1 0,6 4 7 3000 10000 375 1900 8 27 102 8 90 9 0,70 3,20 0,90 15 10 0,20 1,10 0,40 8 11 22 63 48 380 12 1 2 0,50 3,70 13 0,02 0,05 0,60 20 14 0,04 0,16 10 50 15 0,02 0,07 0,80 110 16 0,05 0,09 0,30 3 17 0,04 0,10 4 70 18 0,05 0,15 1 8

Номера позиций:

1 - валик

2 - нагретый валик

3 - подвижный носитель (нижняя лента)

4 - верхняя лента

5 - устройство нанесения частиц

6 - устройство нанесения порошка полимерной матрицы

7 - устройство нанесения частиц

8 - устройство нанесения шлифовальной пыли

9 - безосновное поверхностное покрытие

10 - проводящие частицы

11 - непроводящие частицы

12 - полимерная матрица

13 - проводящее покрытие, наносимое на обратную сторону

14 - проводящая полимерная матрица

15 - проводящий лак, нанесенный на верхнюю сторону

16 - сферические частицы, содержащиеся в лаке, нанесенном на верхнюю сторону

17 - проводящее грунтовочное средство, наносимое на верхнюю сторону

Изобретение относится к безосновному проводящему поверхностному покрытию и способу изготовления такого покрытия. Безосновное проводящее поверхностное покрытие содержит центральный слой, состоящий из частиц, полученных измельчением листа. Указанные частицы представляют собой неспекшиеся частицы, внедренные в полимерную матрицу. Указанные частицы и/или указанная полимерная матрица содержат электропроводный материал. Способ изготовления безосновного проводящего поверхностного покрытия включает: a) обеспечение наличия частиц, полученных измельчением листа, b) обеспечение наличия порошка на основе полимера для полимерной матрицы, c) нанесение указанных частиц на движущийся ленточный носитель, d) нанесение на указанные частицы указанного порошка на основе полимера, e) термообработку и уплотнение в прессе указанных частиц и указанного порошка на основе полимера. Технический результат - получение безосновного поверхностного покрытия, обладающего антистатическими свойствами. 2 н. и 15 з.п. ф-лы, 5 табл., 10 ил., 19 пр.

1. Безосновное проводящее поверхностное покрытие (9), содержащее центральный слой, состоящий из частиц (10, 11), полученных измельчением листа, причем указанные частицы представляют собой неспекшиеся частицы, внедренные в полимерную матрицу (12, 14), в котором указанные частицы и/или указанная полимерная матрица содержат электропроводный материал.

2. Покрытие по п.1, в котором на верхнюю сторону центрального слоя нанесен лак (15) на основе полиуретана, содержащий покрытые металлом сферические частицы (16).

3. Покрытие по п.1 или 2, в котором между нанесенным на верхнюю сторону лаком (15) на основе полиуретана и центральным слоем, состоящим из частиц (10, 11), полученных измельчением листа, имеется слой проводящего грунтовочного средства (17).

4. Покрытие по п.1, в котором электропроводный материал выбран из группы, включающей: металл, оксид металла, сплав металла, углерод или представляет собой смесь указанных материалов.

5. Покрытие по п.4, в котором электропроводный материал выбран из группы, включающей: серебро, никель, вольфрам, алюминий, медь, золото, нержавеющую сталь, титан, диоксид титана, олово, оксид олова, сурьму, оксид сурьмы, сажу, угольный графит, углеродные нанотрубки, или представляет собой смесь указанных материалов.

6. Покрытие по п.5, в котором электропроводный материал содержит состав на основе оксида олова игольчатой структуры.

7. Покрытие по п.1, в котором массовая доля полимерной матрицы (12, 14) составляет менее 50% от общей массы состава указанного безосновного проводящего поверхностного покрытия.

8. Покрытие по п.1, в котором частицы (10, 11), полученные путем измельчения листа, и/или полимерная матрица (12, 14) имеют состав на основе поливинилхлорида или полиолефина.

9. Покрытие по п.1, на обратной стороне которого имеется проводящее покрытие (13).

10. Покрытие по п.1, имеющее сопротивление проводимости менее 1×10¹¹ Ом.

11. Покрытие по п.1, имеющее сопротивление проводимости менее 1×10⁹ Ом.

12. Способ изготовления безосновного проводящего поверхностного покрытия (9), включающий в себя следующие этапы:
a) обеспечивают наличие частиц (10, 11), полученных измельчением листа,
b) обеспечивают наличие порошка на основе полимера для полимерной матрицы (12, 14),
c) наносят указанные частицы (10, 11) на движущийся ленточный носитель (3),
d) на указанные частицы (10, 11) наносят указанный порошок на основе полимера,
e) производят термообработку и уплотнение в прессе указанных частиц и указанного порошка на основе полимера с тем, чтобы получить структуру, содержащую агломерированные и неспекшиеся частицы (10, 11), внедренные в полимерную матрицу (12, 14), причем указанные частицы и/или указанная полимерная матрица содержат электропроводный материал.

13. Способ по п.12, дополнительно содержащий этап, на котором обратную поверхность готового проводящего поверхностного покрытия (9) шлифуют до заданной толщины.

14. Способ по п.13, в котором перед выполнением этапа c) на ленточный движущийся носитель (3) наносят пыль, образованную на этапе шлифования обратной поверхности.

15. Способ по п.12, дополнительно содержащий этап, на котором на обратную сторону поверхностного покрытия наносят проводящее покрытие.

16. Способ по п.12, дополнительно содержащий этап, на котором на верхнюю сторону поверхностного покрытия наносят лак на основе полиуретана, содержащий покрытые металлом сферические частицы (16).

17. Способ по п.16, в котором перед нанесением лака на основе полиуретана на верхнюю поверхность проводящего поверхностного покрытия наносят проводящее грунтовочное средство (17).