ES2287811T3 - Revestimiento de suelo electricamente conductores. - Google Patents

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Abstract

Revestimiento de superficie que comprende un sustrato y un recubrimiento superior, caracterizado porque el recubrimiento superior comprende entre 0, 01 y el 10% peso/peso de partículas con un recubrimiento conductor con un tamaño medio entre 0, 1 y 50 µm, con respecto al peso del recubrimiento superior.

Description

Revestimientos de suelo eléctricamente conductores.
Campo de la invención
La invención se refiere a un revestimiento de suelo eléctricamente conductor.
Descripción de la técnica relacionada
Las cargas estáticas, que se producen al caminar o desplazarse en revestimientos de suelo plásticos, especialmente a una humedad atmosférica baja, representan un problema grave, particularmente para los componentes electrónicos sensibles. Dichos componentes electrónicos pueden resultar dañados o se puede alterar su función debido a descargas electrostáticas. Además, en zonas en las que se trabaja con materiales fácilmente inflamables, existe el peligro de que dichos materiales se enciendan debido al arco eléctrico en el caso de descargas estáticas. Resulta particularmente importante evitar cargas estáticas en ambientes con aire acondicionado y, por lo tanto, que tienen una humedad atmosférica baja, como los salas de ordenadores, instalaciones de fabricación de componentes electrónicos y dispositivos electrónicos, instalaciones de radiología, salas de operaciones, así como otras zonas en las que se procura proporcionar una atmósfera baja en polvo y partículas.
Los revestimientos de suelo utilizados típicamente, por ejemplo los que tienen base de cloruro de polivinilo o mezclas de caucho, son aislantes. Se pueden convertir en conductores si se mezclan agentes antiestáticos o rellenos conductores. Sin embargo, se debe utilizar una cantidad relativamente grande, entre 30 y 50 en porcentaje de volumen de un relleno conductor, para conseguir una conductividad suficiente. Se utilizan materiales metálicos, negro de carbón conductor, o grafito, en particular como rellenos conductores, pero el uso de las cantidades necesarias tiene como resultado productos negros o grises. Si se utilizan agentes antiestáticos, existe la desventaja de que dichos materiales reaccionen fuertemente a los cambios en la humedad atmosférica y, por lo tanto, su efectividad es más fuerte dependiendo de las condiciones del entorno.
A partir de la patente europea A 869 217 se conoce un procedimiento para producir material de revestimiento altamente comprimido y conductor a partir de plásticos termoplásticos, en el que se comprimen partículas de plásticos termoplásticos, que están provistas de un recubrimiento que contiene una sustancia conductora, a una temperatura y una presión elevadas en un bloque con pasos conductores y, posteriormente, se divide transversalmente en la dirección de los pasos conductores en baldosas del espesor deseado, estando dichas baldosas provistas de pasos conductores en la dirección de su espesor. De este modo, se obtienen revestimientos de suelo conductores, de colores claros, realizadas en plástico termoplástico.
El poliuretano (PU) y otros recubrimientos superiores como acrilatos de PU, acrilatos de epoxi, acrilatos de poliéster, acrilatos de poliéter, acrilatos de silicio, etc. se utilizan ampliamente como refuerzo de superficie en suelos de plástico, para uso residencial y comercial. Estos recubrimientos superiores hacen que la superficie de recubrimiento del suelo resulte más suave, que descienda la fricción y, debido a ello, mejoran las propiedades de mantenimiento y limpieza.
Un inconveniente con los recubrimientos superiores existentes son sus propiedades de aislamiento eléctrico, que hacen que no resulten adecuadas para suelos homogéneos conductores.
Los suelos conductores deberían presentar una resistencia eléctrica entre 0,5 y 1,0 M\Omega durante la totalidad de la vida del producto. Para alcanzar este objetivo, el recubrimiento superior debería tener muy poca o ninguna influencia en la conductividad total del suelo. La conductividad del suelo se debería determinar mediante la cantidad y la calidad del material conductor en el sustrato, por ejemplo por el negro de carbón (puntos negros) integrado en el sustrato.
Para un revestimiento de suelo conductor, la resistencia eléctrica de conformidad con la EN 1081 se incrementará desde aproximadamente 0,05-0,1 M\Omega a más de 100 M\Omega cuando se aplique un recubrimiento superior tradicional. El valor del incremento depende del espesor, la naturaleza y el grado del recubrimiento superior utilizado.
El uso de aditivos químicos para reducir la resistencia eléctrica es bien conocido, pero no resulta adecuado para suelos, debido a que los recubrimientos superiores resultantes muestran una resistencia a las manchas baja, un riesgo de migración de los aditivos en algunos casos, y debido a que la conductividad obtenida no es estable en el tiempo. A menudo, estos productos químicos también reducen la transparencia y/o colorean el recubrimiento superior.
También se pueden utilizar materiales minerales o pigmentos conductores para reducir la resistencia eléctrica, pero en general presentan un efecto colorante sobre el recubrimiento.
El documento EP1284278 da a conocer una composición de recubrimiento conductor para materiales textiles que comprende un aglomerante de polímero PU y el 50-95% en peso de una esfera recubierta de metal noble con un diámetro de 1-150 \mum.
\newpage
El documento EP0409099 da a conocer una composición de recubrimiento conductor exotérmico que comprende una resina de poliuretano y 22-80% en peso de vidrio esférico o partículas de resina con un recubrimiento metálico, preferentemente plata, con un tamaño de partícula de 4-350 \mum.
El documento US nº 4.419.297 da a conocer una pasta conductora, que comprende el 30-40% en peso de esferas de vidrio recubiertas de plata con un tamaño de partícula de 1-100 \mum, insertadas en una matriz polimérica endurecible por UV.
El documento DE 10200292 da a conocer un revestimiento de suelo (10) que comprende una capa conductora (14) y una capa de disipación (16) que comprende partículas de carburo de silicio de un tamaño de 0,5-3 mm, alternativamente se pueden utilizar también partículas de silicio o de germanio, o fibras de carbono. La capa (16) pertenece a una capa de partícula dispersa que está fijada a la capa inferior (14) con una capa de sellado con base de resina (18).
Sumario de la invención
De acuerdo con la presente invención, se proporciona un revestimiento de superficie que comprende un sustrato y una superficie o recubrimiento superior, para un suelo conductor con una parte de recubrimiento superior que muestra una mejora en las propiedades de limpieza y mantenimiento, así como una buena transparencia.
De acuerdo con ello, la invención proporciona un revestimiento de suelo nuevo y mejorado que comprende un sustrato y un recubrimiento superior caracterizado porque dicho recubrimiento superior comprende partículas con un recubrimiento conductor, que presentan un tamaño de partícula medio (en números) entre 0,1 y 50 \mum.
El suelo conductor con un recubrimiento superior según la invención muestra propiedades de limpieza y mantenimiento mejoradas, así como una mayor transparencia. Además, la conductividad del suelo permanece constante durante la totalidad de su vida.
Según una forma de realización preferida, las partículas son sustancialmente esféricas. Dichas partículas esféricas se mezclan más fácilmente con el recubrimiento superior antes de la aplicación de dicho recubrimiento superior al sustrato.
Las partículas comprenden preferentemente un recubrimiento de plata, aluminio, cobre, níquel, oro o una aleación de los mismos con otros metales. Se prefieren específicamente glóbulos esféricos recubiertos de metal. Dicho recubrimiento metálico consigue rendimientos muy buenos y permite dirigir de forma efectiva cualquier carga que se acumule en el recubrimiento superior por debajo del sustrato a través del cual se dirigen a tierra.
Las partículas o los glóbulos esféricos recubiertos de metal presentan una resistividad en volumen en seco ventajosamente entre 0,0001 y 0,01 Ohms/cm. Se consiguen muy buenos resultados con los glóbulos esféricos recubiertos de metal con una resistividad en volumen en seco de alrededor de 0,001 Ohms/cm.
El recubrimiento superior comprende entre 0,01 y 10% peso/peso de partículas según el peso del recubrimiento superior. La razón óptima depende principalmente del tipo y del espesor del material de recubrimiento superior utilizado.
El recubrimiento superior preferentemente comprende una dispersión de PU (como Neovez R988 de Neokesins), una solución de PU, un PU de 2 componentes, un acrilato de PU (como Aqualux 1420-8500 de Teknos A/S), un acrilato de epoxi, un acrilato de poliéster, un acrilato de poliéter, un acrilato de silicio o una mezcla de los mismos.
El recubrimiento comprende un polímero derivado del uretano, preferentemente poliuretano y con mayor preferencia, una dispersión acrilato de PU endurecible por UV con base de agua, con un contenido en seco de entre el 5% y el 80% peso/peso, preferentemente 20 y 60% peso/peso. Dichos recubrimientos superiores se utilizan ampliamente en la técnica para aplicaciones en las que no se precisa una conductividad eléctrica.
El recubrimiento superior normalmente presenta un espesor de entre 0,5 \mum y 100 \mum.
El recubrimiento superior se puede aplicar mediante cualquier técnica conocida como recubrimiento por rodillo, reverso e inverso, rociado, cortina, pantalla, etc.
Obviamente, el tamaño de las partículas con un espesor de recubrimiento conductor depende del espesor del recubrimiento superior. Como regla general, el tamaño medio de las partículas no debería ser mayor que aproximadamente la mitad del espesor del recubrimiento superior.
El recubrimiento superior descrito anteriormente se puede utilizar en cualquier suelo conductor y antiestático descrito, preferentemente sobre un suelo con base de PVC con canales conductores verticales, que contengan negro de carbón. Dicho producto se encuentra disponible comercialmente en Tarkett AB bajo la marca registrada TORO EL. También se pueden utilizar suelos con base de poliolefina o de caucho.
Descripción detallada de una forma de realización preferida
A continuación se describirá la presente invención con mayor detalle haciendo referencia al ejemplo.
Ejemplo 1
Utilización: con el fin de producir un suelo conductor, se han utilizado los materiales siguientes:
1)
esferas de vidrio de plata conductoras (CSGS 10 A, disponibles en Progressive Fillers Int'Inc. de Tennessee, USA) con un tamaño medio de partícula de 10 \mum, una electroplasia de plata pura del 12% y una resistividad en volumen en seco de 0,001 Ohms/cm.
2)
recubrimiento superior: Aqualux^{TM} de Teknos A/S Dinamarca, una dispersión de acrilato de PU endurecible por UV con base de agua con un contenido en seco del 40% aproximadamente.
3)
suelo de plástico de PVC (Toro EL disponible en Tarkett AB, Suecia) con "canales conductores verticales" que contienen negro de carbón.
Se mezcló aproximadamente el 1% peso/peso de CSGS 10A en la dispersión de acrilato de PU mencionada anteriormente y se recubrió el suelo conductor con 20 g/m^{2} aproximadamente en una estación de recubrimiento por rodillo.
El espesor de la "película" del recubrimiento superior después del secado era de 8 \mum aproximadamente.
Se utilizaron dos muestras de control para comparar los resultados, uno sin ningún recubrimiento superior y el otro con el mismo recubrimiento superior, pero sin partículas conductoras.
Dado que únicamente se utilizó el 1% aproximadamente de partículas CSGS 10A, el recubrimiento superior es transparente. Las partículas CSGS 10A provocaron muy poco o ningún cambio visible de la superficie. El contenido bastante bajo de esferas implica también que el recubrimiento superior sólo es conductor en la dirección vertical desde la superficie hasta el sustrato conductor y no en la dirección horizontal.
Las propiedades del suelo se determinaron según los siguientes procedimientos:
1)
Norma europea EN 1081 (enero 1998): Revestimientos de suelo elástico-Determinación de la resistencia eléctrica.
2)
Norma de la asociación ESD (ANSI/ESDS7.1-1994)
Se observó que la resistencia eléctrica del suelo conductor (Toro EL) sin recubrimiento superior era entre 0,03 y 0,1 M\Omega, mientras que la resistencia eléctrica del suelo conductor (Toro EL) con recubrimiento PU sin CSGS era de >500 M\Omega. La resistencia eléctrica del suelo conductor (Toro EL) con PU conductor según la invención fue de 0,05 a 0,2 M\Omega.
No se observó ningún cambio de color utilizando la concentración de partículas mencionada anteriormente, no hubo dependencia de la humedad del aire y se dio una conductividad vertical muy elevada a través del recubrimiento superior según la invención hacia las partes conductoras (negro de carbón) en el sustrato. Este recubrimiento superior no incrementa la resistencia eléctrica del suelo de forma significativa. La resistencia del sustrato situado debajo del recubrimiento superior de PU determina la conductividad del suelo. Dado que se utilizó una cantidad "normal" de PU, las propiedades de limpieza del suelo mejoraron de forma considerable en comparación con la referencia sin PU.

Claims (10)

1. Revestimiento de superficie que comprende un sustrato y un recubrimiento superior, caracterizado porque el recubrimiento superior comprende entre 0,01 y el 10% peso/peso de partículas con un recubrimiento conductor con un tamaño medio entre 0,1 y 50 \mum, con respecto al peso del recubrimiento superior.
2. Revestimiento superior según la reivindicación 1, en el que las partículas son sustancialmente esféricas.
3. Revestimiento superior según las reivindicaciones 1 ó 2, en el que las partículas comprenden un recubrimiento de plata, aluminio, cobre, oro, o una aleación de los mismos con otros metales.
4. Revestimiento superior según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que las partículas presentan una resistividad en volumen en seco de entre 0,0001 y 0,01 Ohms/cm.
5. Revestimiento superior según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el recubrimiento superior comprende una dispersión de PU, una solución de PU, un PU de 2 componentes, un acrilato de PU, un acrilato de epoxi, un acrilato de poliéster, un acrilato de poliéter, un acrilato de silicio o una mezcla de los mismos.
6. Revestimiento superior según la reivindicación 5, en el que el recubrimiento comprende un polímero derivado del uretano, preferentemente poliuretano.
7. Revestimiento superior según la reivindicación 5, en el que el recubrimiento comprende una dispersión de acrilato de PU endurecible por UV con base de agua, con un contenido en seco entre el 5% y el 80% peso/peso, preferentemente entre el 20 y el 60% peso/peso.
8. Revestimiento superior según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el recubrimiento superior presenta un espesor entre 0,5 \mum y 100 \mum.
9. Revestimiento superior según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sustrato es un suelo conductor y antiestático.
10. Revestimiento superior según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que el sustrato es un suelo de PVC, de poliolefina o con base de caucho con canales conductores verticales.
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