JP2005330611A

JP2005330611A - 難燃性不織布

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Publication number: JP2005330611A
Application number: JP2004148852A
Authority: JP
Inventors: Wataru Mio; 渡見尾; Masahiko Mihoichi; 真彦三歩一
Original assignee: Kaneka Corp
Current assignee: Kaneka Corp
Priority date: 2004-05-19
Filing date: 2004-05-19
Publication date: 2005-12-02

Abstract

【課題】加工性や風合い、触感が良好で、意匠性のある家具、寝具用の安価で高度な難燃性不織布を得ること。
【解決手段】珪酸含有セルロース系繊維およびポリエステル系繊維を混合して新たな難燃性不織布にすると、風合い、触感、視感などの意匠性を損なうことなく、長時間の炎にも耐え得る難燃性を兼ね備えた難燃性不織布が安価に得られることを見出した。すなわち、本発明は、少なくとも２種類の繊維で構成された不織布であり、珪酸含有セルロース系繊維（Ａ）と、ポリエステル系繊維（Ｂ）を含有し、厚さが３ｃｍ以上、密度が０．０１７ｇ／ｃｍ³以下であり、厚み回復率が７０％以上であることを特徴とする難燃性不織布に関する。
【選択図】なし

Description

本発明は、珪酸含有セルロース系繊維およびポリエステル系繊維を混合した、嵩高さや風合いや吸湿性や意匠性に優れ、高度な難燃性を有する難燃性不織布関する。

火災の防止には、家屋内の家具や寝具等に使用される素材への難燃性付与が好ましい。

家具や寝具では使用時の快適さのために、綿やウレタンフォームなどの易燃性素材が用いられるため、防炎には、その易燃性素材への着炎を長時間に渉り防止することが重要である。また、その防炎素材は家具や寝具の快適さや意匠性を損なわないものでなければならない。

過去様々な難燃繊維や防災薬剤が検討されてきたが、この高度な難燃性と家具、寝具用素材の要件を充分に兼ね備えたものは未だ現れていない。

例えば、綿布に防災薬剤を塗布する、いわゆる後加工防災という手法があるが、防災薬剤の付着の均一化、付着による布の硬化、洗濯による脱離、安全性などの問題があった。

また、安価な素材であるポリエステルを用いた場合には、ポリエステルは炭化成分となりえないため、強制燃焼させた場合には溶融、燃焼により穴が空き、構造を維持することが出来ず、前述の寝具や家具に用いられる木綿やウレタンフォームへの着炎を防ぐ耐火性能は全く不充分であった。

また、耐熱繊維からの布は、難燃性は優れているが極めて高価であり、さら開繊時の加工性の問題や、吸湿性や触感の悪さ、そして染色性の悪さから意匠性の高い色柄を得るのが難しいという問題もある。

これらの家具、寝具用素材の欠点を改良し、一般的な特性として要求される優れた風合、吸湿性、触感を有し、かつ、安定した難燃性を有する素材として、難燃剤を大量に添加した高度に難燃化した含ハロゲン繊維と、難燃化していない他の繊維とを組み合わせた難燃繊維複合体（特許文献１）が、提案されている。また、耐熱性繊維を少量混ぜることで、作業服用途に使用可能な、高度難燃繊維複合体（特許文献２）で、風合いや吸湿性に優れ、高度な難燃性を有するとの記載はあるが、有機耐熱繊維は一般に着色しており、布帛の白度が不十分であり、染色による発色にも問題があり意匠性に問題のある難燃繊維複合体であった。また、本質的に難燃性である繊維と含ハロゲン繊維から嵩高さを有する難燃性不織布（特許文献３）が提案されているが、含ハロゲン繊維は燃焼時に酸性の塩酸ガスを発生し、また、モダクリルにおいては燃焼時に青酸ガスが発生するという問題もあった。
特開昭６１−８９３３９号公報特開平８−２１８２５９号公報ＷＯ０３／０２３１０８

本発明は、従来の難燃繊維複合体および難燃性不織布では解決が困難であった課題、すなわち、加工性や風合い、触感が良好で、意匠性のある家具、寝具用の安価で高度な難燃性不織布を得るためになされたものである。

本発明者らは、前記問題を解決するため鋭意検討を重ねた結果、珪酸含有セルロース系繊維およびポリエステル系繊維を混合して新たな難燃性不織布にすると、風合い、触感、視感などの意匠性を損なうことなく、長時間の炎にも耐え得る難燃性を兼ね備えた難燃性不織布が安価に得られることを見出した。また、耐熱繊維単独で使用するときの問題であった、加工性や価格の問題も改善できることを見出し、本発明を完成するに至った。

すなわち、本発明は、少なくとも２種類の繊維で構成された不織布であり、珪酸含有セルロース系繊維（Ａ）と、ポリエステル系繊維（Ｂ）を含有し、厚さが３ｃｍ以上、密度が０．０１７ｇ／ｃｍ³以下であり、厚み変形率が７０％以下であることを特徴とする難燃性不織布（請求項１）、珪酸含有セルロース系繊維（Ａ）３５〜８５重量部と、ポリエステル系繊維（Ｂ）１５〜６５重量部からなる請求項１記載の難燃性不織布（請求項２）、珪酸含有セルロース系繊維が、珪酸または／および珪酸アルミニウムを２０〜５０重量％含む請求項１〜２記載の難燃性不織布（請求項３）、ポリエステル系繊維（Ｂ）として、ポリエステル系低融点バインダー繊維を前記繊維（Ａ）および（Ｂ）を合計した量の少なくとも１０重量％含む請求項１〜３記載の難燃性不織布（請求項４）、前記不織布が熱溶融接着法によって成型されることを特長する請求項１〜４記載の難燃性不織布（請求項５）、前記不織布が炎遮蔽バリア用不織布である請求項１〜５記載の難燃性不織布（請求項６）、前記炎遮蔽バリア用不織布が布張り家具用途に用いられる請求項１〜６記載の難燃性不織布（請求項７）に関する。

本発明の難燃性不織布は、風合い、触感、視感などの意匠性や、加工性に優れ、長時間の炎にも耐え得る高度な難燃性を有するものである。

本発明に用いる珪酸含有セルロース系繊維（Ａ）は、難燃性不織布が難燃性向上、布帛の強度維持のために使用される成分でありに優れた風合や吸湿性などの快適性を与えるとともに、燃焼時に炭化膜を形成するのに効果がある成分であり、珪酸または／および珪酸アルミニウムを繊維中に２０〜５０％含有するセルロース繊維であり、通常、１．７〜８ｄｔｅｘ程度の繊度、３８〜１２８ｍｍ程度のカット長を有する。

前記珪酸含有セルロース系繊維（Ａ）の具体例としては、例えば珪酸を繊維中に約３０％含有したサテリ（Ｓａｔｅｒｉ）社のヴィジル（Ｖｉｓｉｌ）が、また珪酸アルミニウムを繊維中に約３３％含有したサテリ（Ｓａｔｅｒｉ）社のヴィジルＡＰ（ＶｉｓｉｌＡＰ）があげられるが、これらに限定されるものではない。

本発明に用いるポリエステル系繊維（Ｂ）は、本発明の難燃性不織布に優れた風合、触感、意匠性、製品強力、耐洗濯性、耐久性を与えるための、また、寝具や家具に難燃性不織布を用いる際の加工性を良好にする成分である。

前記ポリエステル系繊維（Ｂ）の具体例としては、ポリエステル繊維、ポリエステル系低融点バインダー繊維などがあげられる。これらのポリエステル系繊維（Ｂ）は単独で珪酸含有セルロース系繊維（Ａ）と複合してもよく、２種類以上で珪酸含有セルロース系繊維（Ａ）と複合してもよい。ここでポリエステル系繊維は燃焼時に溶融物が生じ、難燃性不織布を覆うことで難燃性不織布により形成される炭化膜がより強固なものとなり、激しい炎に長時間晒されても寝具や家具に用いられる綿やウレタンフォームへの着炎を防ぐ炎遮蔽バリア性能を付与することが出来ること、不織布に加工した際の嵩高性が得やすいこと、開繊機（カード）において珪酸含有セルロース系繊維の強度の問題から繊維が破損することを緩和することから必要な成分であり、また、ポリエステル繊維は安価であることからも必要な成分である。また、不織布とする際にはポリエステル系低融点バインダー繊維を用いることで、熱溶融接着法が使用でき、加工が容易であるという観点から好ましい。

本発明においては珪酸含有セルロース系繊維（Ａ）３５〜８５部とポリエステル系繊維（Ｂ）１５〜６５部とから、本発明の難燃性不織布１００部が製造されるが、それらの混合割合は、得られる難燃性不織布から製造される最終製品に要求される難燃性とともに、吸水性、風合、吸湿性、触感、意匠性、製品強力、耐洗濯性、耐久性などの品質に応じて決定される。一般に、珪酸含有セルロース系繊維（Ａ）３５〜８５部、好ましくは４０〜８０部、ポリエステル系繊維（Ｂ）１５〜６５部、好ましくは２０〜６０部の合計が１００部になるように複合せしめられる。また、不織布製造の際に熱溶融接着法を選択する場合には、ポリエステル系繊維（Ｂ）として、ポリエステル系低融点バインダー繊維を前記繊維（Ａ）および（Ｂ）を合計した量の少なくとも１０重量部含むことが好ましい。

珪酸含有セルロース系繊維（Ａ）の量が３５部未満の場合、激しい炎に長時間晒されたときに寝具や家具に用いられる綿やウレタンフォームへの着炎を防ぐ耐火性能が充分でなくなる。

また、ポリエステル系繊維（Ｂ）の量が１５部未満の場合、ポリエステル系繊維（Ｂ）の量が少なくなり、加工性、風合い、触感、意匠性、製品強力、耐久性などの品質をコントロールすることが難しくなる。

また、不織布製造の際に熱溶融接着法を選択する場合、ポリエステル系低融点バインダー繊維が１０重量％未満であると、繊維間の接着が不充分となり好ましくない。

また、本発明の難燃性不織布の厚さが３ｃｍ以上、密度が０．０１７ｇ／ｃｍ³以下であり、厚み変形率が７０％以下であることが好ましい。厚さが３ｃｍ未満ではベッド用マットレスや椅子などの布張り家具などに使用した際に、意匠性に劣るものとなり、また密度が０．０１７ｇ／ｃｍ³以上では風合や触感が劣るばかりではなく、不必要に繊維（Ａ）、繊維（Ｂ）を使用することなり不経済であり、また製品重量も増加するために好ましくない。本発明で言う厚み変形率とは、（無荷重下における不織布の厚み−荷重により不織布に０．８８ＫＰａの圧力をかけた際の厚み）×１００／（無荷重下における不織布の厚み）で表される数値である。例えば、本発明の難燃性不織布をベッドに使用した際に、この厚み変形率が７０％より大きい場合にはベッドに寝た際の不織布の厚みがなくなり、風合いや触感に劣るものとなり好ましくない。

本発明の難燃性不織布が優れた難燃性を示す理由は、前記珪酸含有セルロース系繊維は他の火源炎により燃焼するが、燃焼後もシリカ、アルミナおよび未燃カーボンが灰分として繊維状に残るので、焼失・崩壊することなく、不織布の形態を保持するためである。

本発明の難燃性不織布は、前述のごとき繊維（Ａ）、（Ｂ）が複合したものであり、前記複合したとは、繊維（Ａ）、（Ｂ）をさまざまな方法で混ぜ合わせて所定の比率で含有する不織布をうることをいう。

本発明の難燃性不織布は炎遮蔽バリア用不織布として好適に用いられる。ここでいう炎遮蔽バリアとは、難燃性不織布が炎に晒された際に難燃性不織布が炭化することで炎を遮蔽し、反対側に炎が移るのを防ぐことである。

本発明の難燃性不織布には、必要に応じて帯電防止剤、熱着色防止剤、耐光性向上剤、白度向上剤、失透性防止剤などを含有せしめてもよい。

このようにして得られる本発明の難燃性不織布は、所望の難燃性を有し、風合い、触感、吸湿性、意匠性などに優れた特性を有する。

本発明の難燃性不織布を用いて繊維製品を製造すると、本発明の難燃性不織布が有する優れた特性、すなわち優れた難燃性を有し、風合い、触感、吸湿性、意匠性などの優れた特性を有する繊維製品が得られる。

前記難燃性不織布は、高度な難燃性が要求され、かつ風合い、吸湿性、触感、意匠性などの一般的な繊維特性に優れていることが必要とされるベッド用マットレスや椅子などの布張り家具などの用途に使用されるものである。

これら不織布の製造には特別の方法は必要なく、従来からの一般に用いられている製造方法をそのまま用いることができるが、不織布の厚みを得る観点から熱溶融接着法が好ましいが、これに限定されるものではない。

以下、実施をあげて本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はかかる実施例のみに限定されるものではない。なお実施例における繊維の難燃性は不織布を用いて下記のようにして測定した。

（燃焼試験用不織布の作成）
（１）試料不織布
所定の割合で混合した繊維をカードにより開繊した後、熱溶融接着法（熱セット温度１２０℃、熱セット時間５分）により、目付け２００ｇ／ｍ²、縦３０ｃｍ×横４５ｃｍの不織布を作成した。

（２）カバー用不織布
カバー用ポリエステル不織布も同様に、ニードルパンチ方式により、目付け２００ｇ／ｍ²、縦３０ｃｍ×横４５ｃｍの不織布を作成した。

（燃焼試験用試料の作成）
簡易マットレスを作成し燃焼試験用試料とした。上記（２）カバー用ポリエステル不織布の上に上記（１）試料不織布を、更にその上に表面生地としてポリエステル製織布（目付け１２０ｇ/ｃｍ²）を重ねた３層構造物をカタン糸を用いキルティングし、縦３０ｃｍ×横４５ｃｍ×厚さ７.５ｃｍ、密度２２ｋｇ／ｍ³のポリウレタンフォーム（東洋ゴム工業(株)製タイプ３６０Ｓ）の上にステープルを用いて固定した。

（燃焼試験方法）
（１）バーナー形状
バーナーは米国カリフォルニア州燃焼試験方法であるラージオープンフレームによるマットレス／ボックススプリングセットの燃焼試験方法（ＴＥＣＨＮＩＣＡＬＢＵＬＬＥＴＩＮ６０３、以下ＴＢ６０３）記載のバーナーを用い、燃焼試験には水平用バーナーを使用した。バーナーヘッドの形状はＴ字型であり、バーナーヘッドは外径１.２７ｃｍ、肉厚０.０８８９ｃｍのステンレス鋼で作成し、Ｔ字の横棒は長さ３０．４８ｃｍである。Ｔ字の横棒の最上面に直径１．２ｍｍの穴（ガスの出る穴）が直径の平面に対して５°外側に等間隔に開けてある。穴の個数は左右１７個ずつであり、バーナーヘッドのセンターラインから左右それぞれ８．５ｍｍの所から１３．５ｃｍの所までに穴が等間隔に開けてある。穴はり３４個開けてある。

（２）燃焼試験方法
燃焼試験用試料を３層構造物側を上面にセットし、バーナーヘッドを試料上面から見て試料の長軸方向に平行に、かつ、試料の中央に、そして、炎の出る穴の面が試料上方４２ｍｍの高さになるように、Ｔ字の横棒が水平に縦棒が垂直上方に伸びるようにセットする。燃焼ガスはプロパン（純度９９％以上）を使用し、ガス圧力０．１１ＭＰａ、ガス流量１２．９Ｌ／ｍｉｎで着炎時間は７０秒とした。この時のウレタンフォームへの着火の有無、試料不織布の状態、表面生地の燃焼の評価を実施した。この時にウレタンフォームへの着火がない場合を○、着火がある場合を×として、試料不織布の炭化膜の状態は燃焼試験終了後に、試料不織布の炭化膜に貫通した穴があいていない場合、またはひびがない場合を○、ひびがある場合を△、穴やひびがある場合を×として、表面生地の燃焼はバーナーによる着炎が終了した後３０秒以内に速やかに自己消火した場合を○、燃焼を継続したが自己消火した場合を△、自己消火しなかった場合を×として評価を実施した。

（厚み変形率評価方法）
上記で作成した燃焼試験用不織布の厚みを測定する。次に燃焼試験用不織布の上に２５ｃｍ×２５ｃｍの平板を載せ、更にその上に重りを載せて平板と重りの合計が５００ｇになる（０．８８ＫＰａの圧力）ようにし、その際の厚みを測定する。次に重りと平板を取り除き１０秒後に厚みを測定し、（無荷重下における不織布の厚み−荷重により不織布に０．８８ＫＰａの圧力をかけた際の厚み）×１００／（無荷重下における不織布の厚み）の式により厚み変形率を求め、厚み変形率７０％以下を○、７０％より大きい場合を×として評価を実施した。

（実施例１〜３、比較例１〜２）
珪酸含有セルロース系繊維としてヴィジル（Ｖｉｓｉｌ、１．７ｄｔｅｘ、カット長４０ｍｍ、サテリ（Ｓａｔｅｒｉ）社製）、ポリエステル繊維（６．６ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍ）、軟化性ポリエステル繊維（４．４ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍ、軟化温度１００℃未満）を表１に示す割合で混綿し、試料不織布を作製し、燃焼試験を実施した。結果を表１に示す。

実施例１〜３は燃焼試験結果は良好であり、試料不織布の嵩高性に関しても良好であった。これに対して比較例２では試料不織布の嵩高性は良好であるが、珪酸含有セルロース系繊維の割合が少ないためシリカおよび未燃カーボンによる灰分が少ないため耐火性能が不足し、試料不織布に亀裂を生じた。また、試料不織布に可燃成分が多いためカバー用布帛の燃焼も進み、カバー用布帛は自己消火せずに全焼した。

比較較例１では珪酸含有セルロース系繊維の割合は多いので難燃性能は発揮されるが、ポリエステル繊維の割合が少ないため試料不織布の厚み変形率が大きかった。

（比較例３、４）
実施例１および３において珪酸含有セルロース系繊維に替えてレーヨン（１．７ｄｔｅｘ、カット長５１ｍｍ）を使用した。結果を表１に示す。

実施例１、３の珪酸含有セルロース系繊維に替えてレーヨンを使用したは比較例３、４においては、試料不織布の嵩高性は良好であるがシリカによる灰分がないため耐火性能が不足し、試料不織布、カバー用布帛ともに全焼した。

Claims

少なくとも２種類の繊維で構成された不織布であり、珪酸含有セルロース系繊維（Ａ）と、ポリエステル系繊維（Ｂ）を含有し、厚さが３ｃｍ以上、密度が０．０１７ｇ／ｃｍ³以下であり、厚み変形率が７０％以下であることを特徴とする難燃性不織布。
珪酸含有セルロース系繊維（Ａ）３５〜８５重量部と、ポリエステル系繊維（Ｂ）１５〜６５重量部からなる請求項１記載の難燃性不織布。
珪酸含有セルロース系繊維が、珪酸または／および珪酸アルミニウムを２０〜５０重量％含む請求項１〜２記載の難燃性不織布。
ポリエステル系繊維（Ｂ）として、ポリエステル系低融点バインダー繊維を前記繊維（Ａ）および（Ｂ）を合計した量の少なくとも１０重量％含む請求項１〜３記載の難燃性不織布。
前記不織布が熱溶融接着法によって成型されることを特長する請求項１〜４記載の難燃性不織布。
前記不織布が炎遮蔽バリア用不織布である請求項１〜５記載の難燃性不織布。
前記炎遮蔽バリア用不織布が布張り家具用途に用いられる請求項１〜６記載の難燃性不織布。