JP2014217430A - 難燃性カーペット - Google Patents

Abstract

【課題】日常の移動手段において、火災時に搭乗者の安全を確保するためにガスの発生、及び発煙性を抑制するとともに、十分な難燃性を備えたカーペットを提供することを目的とする。
【解決手段】表皮層と、該表皮層の裏面に接着層を介して裏打ち層が積層されたカーペットにおいて、前記表皮層は繊維から構成され、該繊維にはナイロン繊維、セルロース繊維、天然繊維から選ばれる少なくとも１種または２種類以上の繊維が含まれ、前記表皮層の少なくとも一部に難燃剤が付着しており、前記接着層が、難燃剤を含む樹脂組成物からなることを特徴とする難燃性カーペット。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えば鉄道車輌、バス、自動車の床の上に敷設される難燃カーペットに関する。

鉄道車輌、バス、自動車等の床面にカーペットが多く使用されている。これらの用途では、火災時の安全性を高めるために優れた難燃性を備えていることが求められている。

従来より、このような難燃性の要求に応えるために、カーペットの裏面に設けられる合成樹脂製の裏打ち層に難燃剤を含有させることが行われている。このような難燃剤としては、例えば、塩素原子や臭素原子等のハロゲンを化学構造中に有する難燃剤（ハロゲン系難燃剤）が多く用いられてきた（特許文献1）。

しかしながら、このようなハロゲン系難燃剤は、火災時の燃焼でハロゲンガス等の有害物質を発生することが知られており、日常の移動手段であり多くの人が利用する鉄道車輌、バス及び自動車等においては、搭乗者の安全を確保するためにこのようなガスの発生を抑制することが求められている。

そこで、裏打ち層を形成する水系合成樹脂エマルジョン中に難燃剤として、熱膨張性黒鉛を含有させることが提案されている（特許文献２）。この技術によれば十分な難燃性を付与できるとともに、ハロゲンガス等の有害物質を発生もない。

しかしながら、裏打ち層に難燃剤を含有させるだけでは、表面層の燃焼を抑制するには十分といえるものではなった。

特開平６−１６６１４８号公報 特開２００１−７３２７５号公報

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、日常の移動手段において、火災時に搭乗者の安全を確保するためにガスの発生、及び発煙性を抑制するとともに、十分な難燃性を備えたカーペッ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］表皮層と、該表皮層の裏面に接着層を介して裏打ち層が積層されたカーペットにおいて、前記表皮層は繊維から構成され、該繊維にはナイロン繊維、セルロース繊維、天然繊維から選ばれる少なくとも１種または２種類以上の繊維が含まれ、前記表皮層の少なくとも一部に難燃剤が付着しており、前記接着層が、難燃剤を含む樹脂組成物からなることを特徴とする難燃性カーペット。

［２］前記表皮層に付着している難燃剤が、グアニルスルフォアミド系化合物であり、該難燃剤の付着量が、５〜３００ｇ／ｍ^２（乾燥重量）の範囲である前項１に記載の難燃性カーペット。

［３］前記樹脂組成物が、アクリル系樹脂ラテックスからなる前項１または２に記載の難燃性カーペット。

［４］前記接着層に含まれる難燃剤が、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムから選択される１種または２種類である前項１〜３のいずれか１項に記載の難燃性カーペット。

［５］前記接着層の塗布量が、１００〜１２００ｇ／ｍ^２（乾燥重量）の範囲である前項１〜４のいずれか１項に記載の難燃性カーペット。

［６］前記裏打ち層が、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維及びセルロース繊維から選択される１種類または２種類以上が使用されてなる不織布であり、目付けが、５０〜１０００ｇ／ｍ^２の範囲である前項１〜５のいずれか１項に記載の難燃性カーペット。

［１］の発明では、表皮層と、該表皮層の裏面に接着層を介して裏打ち層が積層されたカーペットにおいて、樹脂組成物からなる接着層に含まれる難燃剤の量が増えると燃焼時の煙の発生が増える傾向があるので、あまり難燃剤の量を増やせないが、難燃剤を増さないと難燃性が不十分となってしまう。そこで、表皮層の繊維としてナイロン繊維、セルロース繊維、天然繊維から選ばれる少なくとも１種または２種類以上の繊維を含めることと、表皮層の繊維の少なくとも一部に難燃剤を付着させることで、火災時に搭乗者の安全を確保するためにガスの発生、及び発煙性を抑制するとともに、難燃性を発揮することができる。

［２］の発明では、前記表皮層に付着している難燃剤が、グアニルスルフォアミド系化合物であり、該難燃剤の付着量が、５〜３００ｇ／ｍ^２（乾燥重量）の範囲であるので、十分な難燃性を備えたカーペットを提供することができる。

［３］の発明では、前記樹脂組成物が、アクリル系樹脂ラテックスからなるので、発煙性が抑制された難燃性を備えたカーペットを提供することができる。

［４］の発明では、前記接着層に含まれる難燃剤が、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムから選択される１種または２種類であるので、燃焼時に発生する熱量を吸収するので、優れた難燃性を備えたカーペットを提供することができる。

［５］の発明では、前記接着層の塗布量が、１００〜１２００ｇ／ｍ^２（乾燥重量）の範囲であるので、発煙性が抑制された難燃性を備えたカーペットを提供することができる。

［６］の発明では、前記裏打ち層が、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維及びセルロース繊維から選択される１種類または２種類以上が使用されてなる不織布であり、目付けが、５０〜１０００ｇ／ｍ^２の範囲であるので、不織布中に含まれる空気による断熱効果が得られ、表皮層に付着している難燃剤と、接着層に含まれる難燃剤との効果と相まって、さらに優れた難燃性を備えたカーペットを提供することができる。

この発明に係る難燃性カーペットの一実施形態を示す説明図である。

次に、この発明に係るカ−ペットの一実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態のカ−ペット１は、表皮層２と、該表皮層２の裏面に接着層３を介して裏打ち層４が積層されたカーペットにおいて、前記表皮層２は繊維から構成され、該繊維にはナイロン繊維、セルロース繊維、天然繊維から選ばれる少なくとも１種または２種類以上の繊維が含まれ、前記表皮層２の少なくとも一部に難燃剤が付着しており、前記接着層３が、難燃剤を含む樹脂組成物からなる（図１参照）。

本発明において、表皮層２としては、例えば基布２−２にパイル糸２−１が植設されたタフテッドカーペット、さらに織物、編物、不織布等を挙げることができる。いずれも、形態、組織に特に制限はされないが、織物では、例えばパイル織物や二重織物が好ましい。また、編物においても立体的な組織が好ましい。また、不織布では、スパンボンド不織布、ケミカルボンド不織布、ニードルパンチ不織布等が挙げられる。表皮層２として、品位の点で厚みが５．０ｍｍ〜２０．０ｍｍが好ましく、目付けが、３００〜３０００ｇ／ｍ^２に設定するのが好ましい。３００ｇ／ｍ^２未満では機能や品位の劣ったものとなり、好ましくない。また、例えば、タフテッドカーペットの場合、カットパイルであっても、ル−プパイルであってもよいし、これらの組合せであってもよい。

表皮層２に付着する難燃剤としては、特に限定されるものではなく、例えば、グアニルスルフォアミド系化合物、リン酸化合物等を挙げることができる。なかでも、グアニルスルフォアミド系化合物が好ましい。また、表皮層２に対する、難燃剤の付着量が、５〜３００ｇ／ｍ^２（乾燥重量）の範囲が好ましい。５ｇ／ｍ^２（乾燥重量）を下回ると、十分な難燃性が得られなくなるおそれがあるので好ましくなく、３００ｇ／ｍ^２（乾燥重量）を越えても風合いが硬くなるおそれがあるばかりでなく、徒にコスト増になるので好ましくない。表皮層２に難燃剤を付着するには、難燃剤を配合した水溶液を、例えばスプレー法、浸漬法、コーター法等の方法を用いて付着させた後、乾燥させればよい。

表皮層２として、基布２−２にパイル糸２−１が植設されたタフテッドカーペットの場合、基布２−２の形態としては例えば、織布、編布、不織布が挙げられるが、通気性、コスト、性能の良好なポリプロピレン織基布が好ましい。基布２−２の目付は８０〜３００ｇ／ｍ^２に設定するのが好ましい。８０ｇ／ｍ^２未満ではパイル糸２−１を安定的に保持するのが困難となるので好ましくない。３００ｇ／ｍ^２を超えると通気性が十分に得られなくなり好ましくない。この基布２−２にタフティング機でパイル糸２−１を植え込んで表皮層２を形成する。

接着層３を構成する樹脂組成物としては、特に限定されずに、アクリル系、ウレタン系、ポリ塩化ビニル、ポリエチレン、ポリプロピレン、エチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等の樹脂が挙げられる。表皮層２の下側にロールコーター等で塗布された接着層３を介して表皮層２と裏打ち層４を積層一体化することができるが、接着層３の塗布量は、１００〜１２００ｇ／ｍ^２（乾燥重量）の範囲が好ましく、なかでもアクリル系樹脂ラテックスが、発煙性を抑制することができるので好ましい。このようにすることで発煙性を抑制されるとともに、難燃性を備えたカーペットを提供することができる。

接着層３を構成する樹脂組成物に含まれる難燃剤としては、特に限定されずに、リン系難燃剤（リン酸エステル、ポリリン酸アンモニウム等）、無機系難燃剤（熱膨張性黒鉛、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉄、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウム等）、窒素系難燃剤（メラミンシアヌレート、メラミンオリゴマ縮合等）を用いることができる。なかでも、安価であり、樹脂に比較的混練し易く、難燃効果も安定するので、無機系難燃剤が好ましく、さらに水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムが好ましい。

前記接着層３に含有される難燃剤は、接着層３を構成する樹脂組成物に対して１５０重量部〜３００重量部配合するのが好ましい。樹脂組成物に対して１５０重量部未満では十分な難燃性が得られないおそれがあり、３００重量部を越えても徒にコスト増になり好ましくない。

また、前記接着層３を構成する樹脂組成物に、無機充填剤を配合させてもよい。無機充填剤としては公知の充填剤を用いることができるが、なかでも樹脂組成物の減量効果（可燃物の減量）や燃焼温度の抑制効果、炭化層の形成に貢献することができるので、樹脂組成物に対して５０重量部〜３００重量部配合させるのが好ましい。

また、裏打ち層４の素材としては、特に限定されるものではないが、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維及びセルロース繊維から選択される１種類または２種類以上が使用されるのが好ましい。また形態としては、特に限定はされないが不織布が好適で、ニ−ドルパンチ不織布、スパンボント不織布等を例示できる。裏打ち層４の目付けは、５０〜１０００ｇ／ｍ^２の範囲が好ましい。また、裏打ち層４の厚さを０．５〜１５ｍｍ、構成繊維の繊度を０．１〜３０デシテックスの範囲に設定するのが好ましい。このようにして、接着層３が直接床面（下地等）に接触するのを防ぎ、接着層３や床面（下地等）を保護するばかりでなく、不織布中に含まれる空気による断熱効果が得られるので、表皮層に付着している難燃剤と、接着層に含まれる難燃剤との効果と相まって、さらに優れた難燃性を発揮することができる。

また、表皮層２と接着層３と裏打ち層４を積層一体化するには、表皮層２の下側にロールコーター等で塗布された接着層３の下側に裏打ち層４を積層した後に、１００〜１８０℃の範囲の温度、好ましくは１３０〜１６０℃の範囲の温度で乾燥させることで一体化することができ、一段と強固な接着力を得ることができる。

こうして得られた難燃性カーペットの重量は、５５０〜４０００ｇ／ｍ^２の範囲が好ましく、火災時に搭乗者の安全を確保するためにガスの発生、及び発煙性を抑制された難燃カーペットとすることができる。

次に、この発明の実施例として使用したカーペットの材料は次の通りである。

＜使用材料＞
基布・・・縦糸としてポリプロピレン繊維（４４０ｄｔｅｘ）、横糸としてポリプロピレン繊維（１０３０ｄｔｅｘ）からなる織基布（縦糸密度２２本／インチ、横糸密度１６本／インチ、目付９５ｇ／ｍ^２）
パイル糸・・・ナイロン繊維（２９８５ｄｔｅｘ）からなるパイル糸をタフティング機で基布に植え込む（パイル目付１１００ｇ／ｍ^２）。
接着剤・・・アクリル樹脂ラテックス（樹脂成分に対して難燃剤水酸化アルミニウムを２００質量部含有）

＜実施例１＞
上述のパイル糸と基布を用いて、基布にパイル糸をタフトしパイル長８ｍｍのカットパイルを形成し、タフテッドカーペットの表皮層を得た。続いて、水１００質量％にグアニルスルフォアミド系化合物１５０質量％分散させた難燃剤処理液をタフテッドカーペットのパイル糸側にスプレーを用いて２５０ｇ／ｍ^２噴霧した後、表皮層裏面にロールコーターを用いて上述の接着剤を塗布した直後に、目付け１５０ｇ／ｍ^２のポリエチレンテレフタレート繊維製不織布を積層したのち、ローラにて圧着し、加熱温度１４０℃で１０分間乾熱処理を施して難燃カーペットを得た。表皮層に対する難燃剤の付着量は１５０ｇ／ｍ^２であった。また、接着層の塗布量は７００ｇ／ｍ^２（乾燥重量）であった。

＜実施例２＞
実施例１において、ナイロン繊維（２９８５ｄｔｅｘ）製パイル糸に替えて、ナイロン繊維（２７７０ｄｔｅｘ）５８％とウール（１／５番手）４２％になるようタフトし、表皮層にスプレーする難燃剤としてグアニルスルフォアミド系化合物に替えて、リン酸化合物難燃剤を用い、スプレーの噴霧量を調整して表皮層に対する難燃剤の付着量は７５ｇ／ｍ^２になるようにし、接着層の塗布量は５６０ｇ／ｍ^２（乾燥重量）になるように調整し、ポリエチレンテレフタレート繊維製不織布の目付け１５０ｇ／ｍ^２を３００ｇ／ｍ^２のとした以外は、実施例１と同様にして難燃カーペットを得た。

＜実施例３＞
実施例１において、ナイロン繊維（２９８５ｄｔｅｘ）製パイル糸に替えて、ナイロン繊維（２７７０ｄｔｅｘ）５８％とセルロース（１／５番手）４２％になるようタフトし、スプレーの噴霧量を調整して表皮層に対する難燃剤の付着量は２５０ｇ／ｍ^２になるようにし、接着剤としてアクリル樹脂ラテックス（樹脂成分に対して難燃剤水酸化アルミニウム２００質量部）に替えて、ウレタン樹脂ラテックス（樹脂成分に対して難燃剤水酸化アルミニウム２００質量部）を用い、接着層の塗布量は３３０ｇ／ｍ^２（乾燥重量）になるように調整した以外は、実施例１と同様にして難燃カーペットを得た。

＜実施例４＞
実施例１において、ナイロン繊維（２９８５ｄｔｅｘ）製パイル糸に替えて、ナイロン繊維（２７７０ｄｔｅｘ）５８％とレーヨン（１／５番手）４２％になるようタフトし、スプレーの噴霧量を調整して表皮層に対する難燃剤の付着量を１００ｇ／ｍ^２になるようにし、接着剤に配合する難燃剤として水酸化アルミニウム２００質量部に替えて、水酸化マグネシウムを２００質量部を用い、接着層の塗布量は４９０ｇ／ｍ^２（乾燥重量）になるように調整した以外は、実施例１と同様にして難燃カーペットを得た。

＜実施例５＞
実施例１において、アクリル樹脂ラテックスに配合する難燃剤として水酸化アルミニウムを２５０質量部とし、ポリエチレンテレフタレート繊維製不織布に替えて、ポリプロピレン繊維製不織布の目付け１５０ｇ／ｍ^２を用い、スプレーの噴霧量を調整して表皮層に対する難燃剤の付着量は３７．５ｇ／ｍ^２になるようにし、接着層の塗布量は１１２０ｇ／ｍ^２（乾燥重量）になるように調整した以外は、実施例１と同様にして難燃カーペットを得た。

＜比較例１＞
実施例１において、難燃剤処理液をタフテッドカーペットのパイル糸側にスプレーせず、接着剤として難燃剤の水酸化アルミニウムを配合しないアクリル樹脂ラテックスを用い、ポリエチレンテレフタレート繊維製不織布の裏打ち層を積層しなかった以外は、実施例１と同様にしてカーペットを得た。接着層の塗布量は７００ｇ／ｍ^２（乾燥重量）であった。

＜比較例２＞
実施例１において、難燃剤処理液をタフテッドカーペットのパイル糸側にスプレーせず、また、接着層の塗布量は４９０ｇ／ｍ^２（乾燥重量）になるように調整した以外は、実施例１と同様にしてカーペットを得た。

＜比較例３＞
実施例１において、接着剤として難燃剤の水酸化アルミニウムを配合しないアクリル樹脂ラテックスを用い、スプレーの噴霧量を調整して表皮層に対する難燃剤の付着量は２５０ｇ／ｍ^２になるようにし、接着層の塗布量は５６０ｇ／ｍ^２（乾燥重量）になるように調整した以外は、実施例１と同様にしてカーペットを得た。

＜比較例４＞
実施例１において、ポリエチレンテレフタレート繊維製不織布の裏打ち層を積層せず、スプレーの噴霧量を調整して表皮層に対する難燃剤の付着量は１５０ｇ／ｍ^２になるようにし、接着層の塗布量は１１２０ｇ／ｍ^２（乾燥重量）になるように調整した以外は、実施例１と同様にしてカーペットを得た。

各難燃性カーペットについて下記評価法によって評価した。なお、これらの結果を含め表１、２に示した。

表から明らかなように、本発明の実施例１〜５の難燃性カーペットは、優れた難燃性および低発煙性を備えていた。一方、比較例１〜４は発煙性及び風合いは合格であるものの、難燃性の評価は不合格であった。

＜難燃性評価方法＞
ＩＳＯ９２３９−１「火炎の表面拡散性」に準拠してカーペットの燃焼距離を測定し、燃焼距離を熱量に換算した。熱量が７．５ＫＷ／ｍ^２以上を合格として「○」とし、熱量が７．５ＫＷ／ｍ^２未満を不合格「×」とした。

＜発煙性評価方法＞
ＡＳＴＭ Ｅ６６２−０５「ＮＢＳスモークチャンバー」に準拠して４分後の煙濃度（Ｄｓ）を測定した。密閉した発煙箱の中に、７５ｍｍ角の大きさのカーペットを垂直に置き、その正面にあるヒーターから輻射熱（２５ｋＷ／ｍ^２）を当てながら、さらに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の光電管により光透過率（Ｔ）を測定し、煙濃度（Ｄｓ）を算出した。測定を３回行い、平均値で評価した。煙濃度が２００以下を合格として「○」とし、煙濃度が２００超を不合格「×」とした。
Ｄｓ＝１３２ｌｏｇ（１００／Ｔ）

＜風合い評価方法＞
３０ｃｍ角のカーペットを、室温２３±２℃、湿度５０±１０％に調整した部屋に６時間放置した後に、指による触感によりカーペットの風合いを評価した。ベタツキがないものを合格として「○」とし、ベタツキのあるものを不合格「×」とした。

本発明に係るカーペットは、例えば鉄道車輌、バス、自動車の床に敷設される難燃カーペットとして利用できる。

１・・・難燃性カーペット
２・・・表皮層
２−１・・・パイル糸
２−２・・・基布
３・・・接着層
４・・・裏打ち層

Claims (6)

1. 表皮層と、該表皮層の裏面に接着層を介して裏打ち層が積層されたカーペットにおいて、前記表皮層は繊維から構成され、該繊維にはナイロン繊維、セルロース繊維、天然繊維から選ばれる少なくとも１種または２種類以上の繊維が含まれ、前記表皮層の少なくとも一部に難燃剤が付着しており、前記接着層が、難燃剤を含む樹脂組成物からなることを特徴とする難燃性カーペット。
2. 前記表皮層に付着している難燃剤が、グアニルスルフォアミド系化合物であり、該難燃剤の付着量が、５〜３００ｇ／ｍ^２（乾燥重量）の範囲である請求項１に記載の難燃性カーペット。
3. 前記樹脂組成物が、アクリル系樹脂ラテックスからなる請求項１または２に記載の難燃性カーペット。
4. 前記接着層に含まれる難燃剤が、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムから選択される１種または２種類である請求項１〜３のいずれか１項に記載の難燃性カーペット。
5. 前記接着層の塗布量が、１００〜１２００ｇ／ｍ^２（乾燥重量）の範囲である請求項１〜４のいずれか１項に記載の難燃性カーペット。
6. 前記裏打ち層が、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリプロピレン繊維、ナイロン繊維及びセルロース繊維から選択される１種類または２種類以上が使用されてなる不織布であり、目付けが、５０〜１０００ｇ／ｍ^２の範囲である請求項１〜５のいずれか１項に記載の難燃性カーペット。