JP2013215939A

JP2013215939A - 車輛用軽量防水床シート

Info

Publication number: JP2013215939A
Application number: JP2012087067A
Authority: JP
Inventors: Yoshihiro Shibayama; 誉宏柴山; Koji Nishitani; 浩二西谷; Takeshi Imada; 武志今田
Original assignee: Suminoe Textile Co Ltd
Current assignee: Suminoe Textile Co Ltd
Priority date: 2012-04-06
Filing date: 2012-04-06
Publication date: 2013-10-24

Abstract

【課題】軽量で、しかも燃焼時に有毒ガスを発生しにくく、難燃性、施工性に優れた車輛用軽量防水床シートを提供することを目的とする。
【解決手段】車輛用防水床シートにおいて、樹脂層と、裏打層とが積層一体化されてなり、前記樹脂層は、オレフィン系樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマーから選択される１種又は複数の樹脂と、前記樹脂層の樹脂成分１００重量部に対し難燃剤５〜８０重量部を含有し、前記裏打層は、織布または不織布からなり、前記樹脂層と前記裏打層とを積層した重量が６５０〜１５００ｇ／ｍ^２の範囲にある車輛用軽量防水床シート。
【選択図】図１

Description

本発明は、鉄道車輛において、カーペット等の床材の下側に敷設される防水床シートに関するもので、特に軽量で、しかも燃焼時に有毒ガスを発生しにくく、難燃性、施工性に優れた車輛用軽量防水床シートに関するものである。

従来から、車輌用床材としてカーペット等の通水性のある床材を使用した場合は、水分が床鉄板にまで到達し鉄板が腐蝕する事から、水分の侵入を防止する目的で、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）製の防水床シートをカーペット等の下に敷設してきた。

しかしながら、ＰＶＣ製防水床シートは燃焼時において、多量の発煙と共に塩化水素等の有毒ガスを発生することから、火災時において避難者が有毒ガス等を吸入してしまう等の防災上の問題、また廃材を焼却処理する場合においても環境汚染をもたらすという問題があった。

さらに、近年の鉄道車輛では、環境の問題から車体の軽量化が強く求められており、特に厳しい難燃性能を要求される部材においては、優秀な難燃材料である塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）といえども、他の難燃剤を併用しなければ基準値に到達することは困難で、結果として製品重量が重くならざるを得ない傾向にあるという欠点もあった。

そこで、例えば、ＰＶＣ材料に代えて、燃焼時に有毒ガスの発生が少ないポリオレフィン系樹脂を基材とする車輛用内装材料が提案（特許文献１）されている。

しかしながら、上記の従来技術では、製品の軽量化を行ない、良好な施工性を持ちつつ鉄道車輌等で要求される特に厳しい難燃性能を付与することが難しく、更には前記樹脂は柔軟性が劣り施工時の接着性が悪いといった問題もあり、総じてＰＶＣ製防水床シートに比べて、難燃性、施工性、軽量化に劣るという難点があった。

そこで、出願人は、化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して無機充填剤５０〜２５０重量部と、難燃剤２０〜１００重量部とを含有する樹脂層と、前記樹脂層の上面及び／又は下面に積層一体化する補強層と、さらに前記樹脂層の下面側に化学構造中に塩素原子を有しない樹脂を組成とした不織布が加熱溶融により積層一体化されてなる裏打層とからなるノンハロゲン系車輛用防水床シートに関して技術を開示している（特許文献２）。
特開平９−３９１６９号公報特開２００５−１６１５３３号公報

しかしながら、上記の従来技術は、製品の軽量化を行ない、良好な施工性を持ちつつ鉄道車輌等で要求される特に厳しい難燃性能を付与することができるが、さらに軽量化が求められている。本発明は、かかる技術的背景に鑑みてなされたものであって、軽量で、しかも燃焼時に有毒ガスを発生しにくく、難燃性、施工性に優れた車輛用軽量防水床シートを提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は以下の手段を提供する。

［１］車輛用防水床シートにおいて、樹脂層と、裏打層とが積層一体化されてなり、前記樹脂層は、オレフィン系樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマーから選択される１種又は複数の樹脂と、前記樹脂層の樹脂成分１００重量部に対し難燃剤５〜８０重量部を含有し、前記裏打層は、織布または不織布からなり、前記樹脂層と前記裏打層とを積層した重量が６５０〜１５００ｇ／ｍ^２の範囲にある車輛用軽量防水床シート。

［２］前記難燃剤は、リン系難燃剤と窒素含有化合物系難燃剤を含有し、前記難燃剤中に合わせて５重量％以上配合された前項１に記載の車輛用軽量防水床シート。

［３］前記裏打層の目付が５０〜３００ｇ／ｍ^２の範囲であり、前記裏打層が前記樹脂層の加熱溶融により前記樹脂層に積層一体化された前項１または２に記載の車輛用軽量防水床シート。

［１］の発明では、車輛用防水床シートにおいて、樹脂層と、裏打層とが積層一体化されており、前記樹脂層は、オレフィン系樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマーから選択される１種又は複数の樹脂なので、燃焼時に有毒ガスの発生が少なく低発煙性であり燃焼安全性に優れていることから防災という点で有益である。そして、鉄道車輌用材料の燃焼性試験などの厳しい燃焼試験において、前記樹脂層と前記裏打層とを積層した重量が６５０〜１５００ｇ／ｍ^２、かつ厚さが０．６〜１．５ｍｍの範囲という難燃性を発揮するには薄くて不利であるのにもかかわらず、難燃剤５〜８０重量部を含有する樹脂組成物が燃焼時に炭化し、炭化してもなお積層一体化され裏打層に保持されながら火炎の広がりを遮断するので、防水床シートがドリップしてしまうことを抑制し、貫通穴の発生を遅らせることができ、優れた難燃性を発揮することができる。また、前記裏打層は織布または不織布からなるので、樹脂層の機械的強度を補強するとともに防水床シートの寸法を安定させることができる。さらに、前記樹脂層と前記裏打層とを積層した重量が６５０〜１５００ｇ／ｍ^２の範囲に規定されているので車輛の軽量化に大きく貢献できる。したがって、鉄道車両に求められる厚さが薄く、軽量で、しかも燃焼時に有毒ガスを発生しにくく、難燃性、施工性に優れた車輛用軽量防水床シートを得ることができる。

［２］の発明では、前記難燃剤は、リン系難燃剤と窒素含有化合物系難燃剤を含有するので、燃焼時にリン系難燃剤が炭化し、窒素含有化合物系難燃剤が発泡し、その結果発泡炭化層が形成され、炎を遮断するので一段と難燃性が向上する。また、前記難燃剤中に合わせて５重量％以上配合されているので、発泡炭化層が十分形成され、難燃性が一段と向上される。

［３］の発明では、前記裏打層の目付が５０〜３００ｇ／ｍ^２の範囲であので、樹脂層の機械的強度を補強し、寸法を安定させながら一段と軽量化することができる。

この発明に係る車輛用軽量防水床シートの一実施形態を示す断面図である。

この発明に係る車輛用軽量防水床シート１の一実施形態を図１に示す。この車輛用軽量防水床シート１は、樹脂層２と、裏打層３とが積層一体化されてなり、前記樹脂層２は、オレフィン系樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマーから選択される１種又は複数の樹脂と、前記樹脂層２の樹脂成分１００重量部に対し難燃剤５〜８０重量部を含有し、前記裏打層３は、織布または不織布からなり、前記樹脂層２と前記裏打層３とを積層した重量が６５０〜１５００ｇ／ｍ^２、かつ厚さが０．６〜１．５ｍｍの範囲に規定された防水床シートである。

前記樹脂層２は、オレフィン系樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマーから選択される１種又は複数の樹脂である。オレフィン系樹脂としては、特に限定されるものではないが、例えば、エチレン−αオレフィン共重合体、ランダム型ポリプロピレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体、ポリエチレン、ポリブテン、ポリペンテン、エチレン−ブテン共重合体、ポリブタジエン、ポリイソプレン、水添ポリブタジエン、水添ポリイソプレン、エチレン−ブテン−ジエン共重合体、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−エチルアクリレート共重合体、エチレン−メチルメタアクリレート共重合体等が挙げられる。中でも、ランダム型ポリプロピレン、ポリプロピレン、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体が好ましい。オレフィン系熱可塑性エラストマーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）、エチレン−プロピレン−ジエンゴム（ＥＰＤＭ）等が挙げられる。中でも、エチレン−プロピレンゴム（ＥＰＲ）が好ましい。スチレン系熱可塑性エラストマーとしては、特に限定されるものではないが、例えば、水素添加スチレン−ブタジエンゴム（ＨＳＢＲ）、スチレン−ブタジエン−スチレン共重合体（ＳＢＳ）、スチレン−イソプレン−スチレン共重合体（ＳＩＳ）、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン−エチレン・プロピレン−スチレン共重合体（ＳＥＰＳ）、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）等が挙げられる。中でも、スチレン−エチレン・ブチレン−スチレン共重合体（ＳＥＢＳ）が好ましい。

前記樹脂層２を構成する難燃剤としては、例えば、リン系難燃剤としてリン酸とジアミンとの塩、窒素含有化合物系難燃剤としてリン酸とメラミンとの塩又はポリリン酸アンモニウム化合物が好ましい。リン系難燃剤は燃焼時に生成したリン酸層が、不揮発性の保護被膜を形成し酸素供給を遮断され、炭化する。窒素含有化合物系難燃剤は燃焼時に発泡し、炎を遮断、断熱効果を発揮する。また、難燃剤は、樹脂層２の樹脂成分１００重量部に対し５〜８０重量部含有する。この範囲にすることで、樹脂組成物が燃焼時に炭化し、炭化してもなお積層一体化され裏打層に保持されながら火炎の広がりを遮断するので、防水床シートがドリップしてしまうことを抑制し、貫通穴の発生を遅らせることができ、優れた難燃性を発揮することができる。５重量部未満では発泡炭化層の形成が少なく、優れた難燃性を得ることができない。逆に８０重量部を超えても樹脂層２としての機械的強度が損なわれ好ましくなく、しかも徒に重量増になるばかりである。また、難燃剤に配合するリン系難燃剤と窒素含有化合物系難燃剤との割合としては８０／２０〜５０／５０の範囲が好ましい。リン系難燃剤による燃焼時の炭化と窒素含有化合物系難燃剤による燃焼時の発泡とが相俟って一層優れた難燃効果を発揮する。

前記樹脂層２には、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、滑剤、加工助剤、熱安定剤、光安定剤、帯電防止剤等の成分を、本発明の作用効果の阻害されない程度に添加することができる。

また、前記樹脂層２の裏打層３側の反対側の面に、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系のシートやフィルムを積層することができる。これらのシートやフィルムを積層することによって、耐傷付き性、耐候性、機械的強度を向上させることができる。

前記樹脂層２を構成する樹脂組成物が、燃焼時に炭化し、炭化した樹脂組成物は前記裏打層３によって保持される。また、前記裏打層３は、防水床シートの機械的強度を向上させることができる。

前記裏打層３は、織布または不織布からなる。織布の形態は、縦糸と緯糸を織ったものや、織らずに直交させているもの、緯糸を二本の縦糸で上下より挟んで固着させたもの、緯糸と縦糸が一本ずつ固着されたもの等の種々の形態があり、いずれも本発明に使用することができる。織布の縦糸と縦糸、緯糸と緯糸の間隔は、その布目を通して樹脂が含浸し、前記樹脂層３の表層部に留まるものが好ましい。

不織布は、繊維等を織らずに物理的、あるいは化学的に結合させて布状にし固定したものであり、製法は特に限定されない。織布の場合と同様に繊維の間を通して樹脂が含浸し、前記樹脂層２の表層部に留まるものが好ましい。

また、前記裏打層３を構成する素材は特に限定されるものではないが、ポリエステル繊維と、綿及び／またはレーヨンとを含有するのが好ましい。こうすることで、炭化した樹脂組成物を一層保持するので、防水床シートの難燃性を一段と向上させることができる。前記綿及び／またはレーヨンが前記裏打層３に４０〜１００質量％含有するのが好ましい。また、前記ポリオレフィン系樹脂繊維としは、例えばポリプロピレン、ポリエチレン等が挙げられる。中でもポリプロピレンが好ましい。

前記裏打層３は、樹脂層２に加熱溶融により積層一体化されて形成されるもので、目付が５０〜２００ｇ／ｍ^２の範囲のものが好ましい。さらに好ましくは、５０〜１７０ｇ／ｍ^２の範囲である。裏打層３は軽量化を行ないつつも、難燃性、施工性に優れた車輛用軽量防水床シートを提供することができる。

本発明の車輛用軽量防水床シートの厚さは、０．６〜１．５ｍｍが好ましい。また、シート状床材の幅についても特に限定されないが、通常６００〜２，５００ｍｍ程度の長尺シート状の製品形態をなす。また、表面に凹凸を付与することにより滑り止めの加工を施してもよい。

さらに、車輛に施工した時のシート同士の接合方法については、熱融着、あるいは、オレフィン用の溶接棒や接着剤で簡単に接合することができ、防水性も持たすことができる。

なお、この本発明の車輛用軽量防水床シートの製造方法としては、特に限定されず、例えばカレンダ加工機、押出加工機等の公知の装置や、ホットラミネート加工機等の公知の積層技術を用いて積層することにより製造することができる。

次に、この発明の具体的実施例について説明する。

＜実施例１＞
表１に示すように、ポリプロピレン樹脂６０重量部、エチレン‐プロピレンゴム（ＥＰＲ）４０重量部、難燃剤３４重量部（リン系難燃剤２４重量部、窒素含有化合物系難燃剤１０重量部）からなる組成物を押出加工機により溶融混錬し、シート（樹脂層）状に押出しながら前記シート（樹脂層）の下面側に裏打層として織布（綿５０％、ポリエステル５０％、目付１５０ｇ／ｍ^２）を積層ラミネートし、厚さ０．９ｍｍ、製品重量８５０ｇ／ｍ^２の車輛用軽量防水床シートを得た。

＜実施例２＞
実施例１において、エチレン‐プロピレンゴム（ＥＰＲ）４０重量部に替えて、スチレン‐エチレン‐ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）４０重量部を用い、難燃剤３４重量部（リン系難燃剤２０重量部、窒素含有化合物系難燃剤１４重量部）とした以外は実施例１と同様にして厚さ０．９ｍｍ、製品重量８５０ｇ／ｍ^２の車輛用軽量防水床シートを得た。

＜実施例３＞
実施例１において、ポリプロピレン樹脂６０重量部に替えて、ランダムポリプロピレン樹脂６０重量部を用い、難燃剤８重量部（リン系難燃剤６重量部、窒素含有化合物系難燃剤２重量部）とした以外は実施例１と同様にして厚さ０．９ｍｍ、製品重量８３０ｇ／ｍ^２の車輛用軽量防水床シートを得た。

＜実施例４＞
実施例１において、ポリプロピレン樹脂６０重量部に替えて、エチレン−プロピレン−ジエン樹脂６０重量部を用い、エチレン‐プロピレンゴム（ＥＰＲ）４０重量部に替えて、スチレン‐エチレン‐ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）４０重量部を用い、難燃剤７５重量部（リン系難燃剤４０重量部、窒素含有化合物系難燃剤３５重量部）とした以外は実施例１と同様にして厚さ０．９ｍｍ、製品重量９４０ｇ／ｍ^２の車輛用軽量防水床シートを得た。

＜実施例５＞
実施例１において、難燃剤３４重量部（リン系難燃剤１８重量部、窒素含有化合物系難燃剤１６重量部）とし、押出加工機から押出されたシート（樹脂層）の下面側に裏打層を積層ラミネートするときのライン速度を調整した以外は実施例１と同様にして、厚さ０．７５ｍｍ、製品重量７００ｇ／ｍ^２の車輛用軽量防水床シートを得た。

＜実施例６＞
実施例１において、押出加工機から押出されたシート（樹脂層）の下面側に裏打層を積層ラミネートするときのライン速度を調整した以外は実施例１と同様にして、厚さ１．５ｍｍ、製品重量１４００ｇ／ｍ^２の車輛用軽量防水床シートを得た。

＜実施例７＞
実施例１において、裏打層として織布（レーヨン７０％、ポリエステル３０％、目付５５ｇ／ｍ^２）を用いた以外は実施例１と同様にして、厚さ０．８ｍｍ、製品重量７００ｇ／ｍ^２の車輛用軽量防水床シートを得た。

＜比較例１＞
実施例１において、シート（樹脂層）の下面側に裏打層をラミネートしていない厚さ０．７ｍｍ、製品重量７００ｇ／ｍ^２の防水床シートを得た。

＜比較例２＞
実施例１の組成物に替えて、非晶質ポリオレフィン樹脂２３重量部、スチレン‐エチレン‐ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）４３重量部、難燃剤１６０重量部（水酸化マグネシウム難燃剤１３０重量部、水酸化アルミニウム難燃剤３０重量部）からなる組成物を用い、押出加工機から押出されたシート（樹脂層）の下面側に裏打層を積層ラミネートするライン速度を調整した以外は、実施例１と同様にして厚さ１．３ｍｍ、製品重量８５０ｇ／ｍ^２の防水床シートを得た。

＜比較例３＞
実施例１の組成物に替えて、ポリカーボネート樹脂１００重量部を用い、押出加工機から押出されたシート（樹脂層）の下面側に裏打層を積層ラミネートするライン速度を調整した以外は実施例１と同様にして、厚さ０．９ｍｍ、製品重量１１００ｇ／ｍ^２の防水床シートを得た。

＜比較例４＞
実施例１において、難燃剤３重量部（リン系難燃剤２重量部、窒素含有化合物系難燃剤１重量部）とし、押出加工機から押出されたシート（樹脂層）の下面側に裏打層を積層ラミネートするのライン速度を調整した以外は実施例１と同様にして、厚さ０．８ｍｍ、製品重量８５０ｇ／ｍ^２の防水床シートを得た。

＜比較例５＞
実施例１において、裏打層として織布（ポリエステル１００％、目付１００ｇ／ｍ^２）に替えた以外は実施例１と同様にして、厚さ０．８ｍｍ、製品重量７５０ｇ／ｍ^２の防水床シートを得た。

＜寸法安定性試験＞
ＪＩＳＡ１４５４による高分子系張り床材試験方法の加熱による長さ変化試験方法に準じ、各防水床シートを８０℃で６時間加熱した後、室内に１時間静置し、加熱前の長さに対する寸法変化率を測定した。寸法変化率が０．５％未満のものを「◎」、０．５〜１．０％のものを「○」、１．０％を超えるものを「×」とした。

＜施工性試験＞
施工作業性に優れると共に下地（施工床面）への収まりが良く、巻き癖が残らないものを「◎」とし、施工作業性が悪いと共に下地（施工床面）への収まりも悪く、巻き癖が残るものを「×」とした。

＜難燃性試験＞
社団法人日本鉄道車輌機械技術協会が定めた「鉄道車輌用材料の燃焼性試験及び規格」に準じた試験方法（４５度傾斜、アルコール燃焼試験）により、燃焼判定基準の区分が「難燃性」であるものを「◎」とし、同「緩燃性」または「可燃性」であるものを「×」とした。

＜疲労試験＞
疲労試験に万能引張圧縮試験機（ミネベア株式会社製ＴＧＥ−５ｋＮ）を用い、チャック間距離を１０ｍｍとして、２０％の歪が発生するように引張荷重を連続的にかけて、１万回の定歪による繰り返し試験を実施し、試験直後の試験片において破断していないものを「◎」とし、一部破れが見られるものを「△」、破断しているものを「×」とした。

上記表１及び２から明らかなように、この発明の実施例１〜７においては、優れた難燃性、施工性、寸法安定性を持っていた。

これに対し、裏打ち層をラミネートしていない比較例１の防水床シートは、疲労試験では問題ないものの、難燃性、施工性、寸法安定性とも不合格であった。また、比較例２の防水床シートは、従来技術の水酸化アルミニウム難燃剤により難燃性は合格であるものの、疲労試験では一部破れが見られる問題があるとともに、下地（施工床面）への収まりも悪く、巻き癖が残り施工性は不合格であった。また、樹脂層にポリカーボネート樹脂のみを用いた比較例３の防水床シートは、難燃性は合格であるものの、施工性は不合格であった。さらに、難燃剤の配合量がこの発明の規定範囲を逸脱する比較例４の防水床シートと、裏打層にポリエステル１００％の不織布を積層した比較例５の防水床シートは、共に難燃性は不合格であった。

更に、実施例１の車輛用防水床シートについて、ＮＢＳ燃焼試験を行った。これらの結果を表３に示す。

なお、ＮＢＳ燃焼試験法とは、密閉した発煙箱の中に試料を垂直に置き、その正面にあるヒーターから輻射熱を当てながらバーナーの炎も当て有炎燃焼させ、発煙箱中に発生した煙に対して光電管により光透過率を測定し、この光透過率（Ｔ）から下記算出式に基づいて煙濃度（Ｄｓ）を算出するものである。

Ｄｓ＝１３２ｌｏｇ（１００／Ｔ）
試験開始後４分のＤｓ値及び最大Ｄｓ値を求めた。更に、発煙箱中のガスをガス捕集袋に採取し、検知管で分析を行った。

表３から明らかなように、この発明の車輛用軽量防水床シートは、軽量で、しかも燃焼時の発煙性が低く、有毒なガスもほとんど発生しないことが確認できた。

鉄道車輛において、カーペット等の床材の下側に敷設される軽量で難燃性、施工性に優れた防水床シートとして好適に利用される。

１・・・車輛用軽量防水床シート
２・・・樹脂層
３・・・裏打層

Claims

車輛用防水床シートにおいて、樹脂層と、裏打層とが積層一体化されてなり、前記樹脂層は、オレフィン系樹脂、オレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマーから選択される１種又は複数の樹脂と、前記樹脂層の樹脂成分１００重量部に対し難燃剤５〜８０重量部を含有し、前記裏打層は、織布または不織布からなり、前記樹脂層と前記裏打層とを積層した重量が６５０〜１５００ｇ／ｍ^２の範囲にある車輛用軽量防水床シート。
前記難燃剤は、リン系難燃剤と窒素含有化合物系難燃剤を含有し、前記難燃剤中に合わせて５重量％以上配合された請求項１に記載の車輛用軽量防水床シート。
前記裏打層の目付が５０〜３００ｇ／ｍ^２の範囲であり、前記裏打層が前記樹脂層の加熱溶融により前記樹脂層に積層一体化された請求項１または２に記載の車輛用軽量防水床シート。