JP2022096042A - 難燃性タフテッドカーペット - Google Patents

Abstract

【課題】十分な耐久性、難燃性および良好な風合いを有する難燃性タフテッドカーペットを提供する。【解決手段】本発明の難燃性タフテッドカーペット１０は、ポリプロピレン織物の基布層３と、６ナイロン長繊維糸にグアニルスルフォアミド系難燃剤が付与され基布層３の表面に植設されたパイル層１と、基布層３とパイル層１の間に配設されたレーヨン綿層２と、基布層３の裏面に配設された難燃樹脂を含む裏貼樹脂層４と、を有し、レーヨン綿層の目付けを５０～１５０ｇ／ｍ2の範囲内にした。【選択図】図１

Description

本発明は鉄道車輌等の床面に好適に使用可能な難燃性タフテッドカーペットに関する。

鉄道車輌、バス、自動車等の床面に使用されるタフテッドカーペットは、火災時の安全性確保のために所定の難燃性が要求される（国土交通省令第８３条）。その難燃性を満足するため、従来からカーペットの表皮繊維層にウール繊維を用いたカーペットが用いられてきたが、ウール繊維は短繊維であるため、鉄道車輌に施工後、重度の歩行等によりウール繊維の抜け落ち等が発生し耐磨耗性が弱く、耐久性に問題があった。

これを解決する手段として、より耐久性を期待できる長繊維であるナイロン繊維等を用いる事が挙げられるが、ナイロン繊維はウール繊維に比べて難燃性が劣るため、上記難燃性を満足するためには、カーペットを構成する各層に難燃性を施す必要がある。なお、難燃性カーペットに関しては例えば特許文献１～３の発明が知られている。

特許第５８６６６７８号公報 特許第６１９２０９４号公報 特許第６７８８３１７号公報

特許文献１のカーペットは、基布にハロゲン系難燃剤や臭素系難燃剤や塩素系難燃剤の有機難燃剤、金属水酸化物やアンチモン系難燃剤の無機難燃剤からなる群から選ばれる少なくとも一種の難燃剤を含浸させたものである。

また特許文献２のカーペットは、表皮層の裏面に、難燃剤を含む樹脂組成物の接着層を介して裏打ち層を積層したものである。当該裏打ち層は、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構成している。

特許文献３のカーペットは、基布の上面側に難燃性を有する繊維ウェブ層を積層した鉄道車両用カーペットである。難燃性を有する繊維ウェブ層を構成する綿状繊維を、アクリル系難燃繊維、ポリアクリロニトリル系耐炎繊維、防炎レーヨン繊維からなる群より選ばれる１ないし複数の繊維で構成している。

しかし、これら難燃性カーペットにおいても、耐久性、難燃性および風合いの面で、なお改善の余地があることが分かった。

本発明の目的は、十分な耐久性、難燃性および良好な風合いを有するタフテッドカーペットを提供することにある。

前記課題を解決する本発明の難燃性タフテッドカーペットは、ポリプロピレン織物を有する基布層と、６ナイロン長繊維糸にグアニルスルフォアミド系難燃剤が付加され、前記基布層の表面に植設されてなるパイル層と、前記基布層と前記パイル層の間に配設されたレーヨン綿層と、前記基布層の裏面に配設された難燃樹脂を含む裏貼樹脂層と、を有し、前記レーヨン綿層の目付けを５０～１５０ｇ／ｍ²の範囲内にしたことを特徴とする。

以上のように構成した本発明による難燃性タフテッドカーペットは、十分な耐久性、難燃性および良好な風合いを有する。

本発明の実施形態に係るタフテッドカーペットの概略断面図である。 本発明のタフテッドカーペットの実施例と比較例を示す図である。 難燃性を試験する試験設備の概略斜視図である。

以下、本発明の一実施形態を説明する。図１に示すように、本発明の実施形態に係る難燃性タフテッドカーペット１０は、上から順にパイル層１、レーヨン綿層２、基布層３および裏貼樹脂層４を有する。パイル層１はレーヨン綿層２を載せた基布層３の表面に所定密度でタフトされている。

このパイル層１は、６ナイロン長繊維糸にグアニルスルフォアミド系難燃剤を付与（塗布又は散布）したものである。難燃剤は原料糸に付与（原着）してもよいし、タフテッドカーペット１０を製造した後に付与（塗布・散布）してもよい。

パイル層１は、６ナイロン長繊維糸にグアニルスルフォアミド系難燃剤を付加したものである。６ナイロンとウールのＬＯＩ値を比べると、ウールのＬＯＩ値２４－２６に比べて６ナイロンは２０－２２であるから難燃性が劣るが、６ナイロン長繊維糸に所定量のグアニルスルフォアミド系難燃剤を付加すること、及び、カーペットを構成する各層に難燃性を施すことで、ウールと同程度の難燃性が得られる。

従来の難燃性タフテッドカーペットは、６６ナイロンでパイル層１を形成したものが多かった。これは６６ナイロン（融点２６５℃）が６ナイロン（融点２２５℃）よりも耐熱性がよいからである。

一方、６ナイロンは６６ナイロンと比べると吸水性、染色性、発色性とも良好である。特許文献３の鉄道車輛用カーペットは６６ナイロンでパイルを形成しているが、鉄道車輌等の床面に使用されるタフテッドカーペットは、難燃性は勿論のこと、意匠性や風合い等も重要な評価基準である。

従来の難燃性タフテッドカーペットの６６ナイロンによるパイルでは、美しい発色を出すのが困難であるのに対し、６ナイロン長繊維のパイル層１の場合は比較的容易に美しい発色を出すことができる。また６ナイロン長繊維のパイル層１は優しい手触りであり、シルクに似た上質な光沢感も得られる。

パイル層１の目付けは１０５０ｇ／ｍ^２にしてある。パイル層１の目付けは４５０～１５００ｇ／ｍ^２の範囲内であればフロアカーペットとして十分なクッション性を有する。目付けが４５０ｇ／ｍ^２よりも少ないと底付き感が出、また、難燃性や、耐久性も得られない。

この「底付き感」とは、足が沈み込んでカーペットの下の床面（施工面）に当たったような硬い印象を歩行者が感じることをいう。この反対に目付けが１５００ｇ／ｍ^２よりも多いと沈み込みが大きくなりすぎ、良好な歩行感が得難くなる。

グアニルスルフォアミド系難燃剤の付与量（塗布量又は散布量）は３０～２００ｇ／ｍ^２である。難燃剤の量は、後述するように３０～２００ｇ／ｍ^２の間で増減させても難燃性の変化は格別生じなかった。

但し、難燃剤の量を３０ｇ／ｍ^２から増やすにしたがい、風合い（ベトツキ感）は徐々にではあるが悪くなる傾向がある。そこで本実施形態では難燃剤の塗布量（散布量）を最低限の３０ｇ／ｍ^２にした。

レーヨン綿層２はパイル層１と基布層３の間に目付け１００ｇ／ｍ^２で配設されている。レーヨンのＬＯＩ値は綿と同等で１７－１９であるが、試験片の燃焼試験において炎が当たった部分のレーヨン綿層が炭化して壁になるので、燃焼した部分に穴ができて延焼するのを防止することができる。

レーヨン綿層２の目付けは５０～１５０ｇ／ｍ^２あれば前記炭化壁を形成することができる。目付けが５０ｇ／ｍ^２未満では燃焼した部分に大きな貫通穴ができてしまい、当該貫通穴から延焼するため難燃性を高めることができない。すなわち、レーヨン綿層２の目付けが５０ｇ／ｍ²未満では、難燃性（国土交通省省令８３条「鉄道車両用材料燃焼性試験」）をクリアすることができない。この反対に目付けを１５０ｇ／ｍ^２超に増やしても難燃性には格別影響がなかった。

レーヨン綿層２は、例えば原料セルロースに難燃剤を練り込んだ難燃レーヨン綿を使用することができる。このように難燃剤を練り込むことで難燃性を高めることができる。当該難燃剤としては例えばリン系難燃剤を使用することができる。なお、難燃剤は原料セルロースに練り込む他、後述するようにレーヨン繊維外周に付与してもよく、また難燃剤もリン系難燃剤に限られない。

リン系難燃剤としては、赤リン系、芳香族縮合リン酸エステル、トリフェニルホスフェート、トリクレジルホスフェート、トリキシレニルホスフェート、クレジルフェニルホスフェート、2-エチルヘキシルジフェニルホスフェート、その他芳香族リン酸エステル、トリス(ジクロロプロピル)ホスフェート、トリス(βークロロプロピル)ホスフェート、その他含ハロゲンリン酸エステル、含ハロゲン縮合リン酸エステル類、ポリリン酸塩類などがある。

基布層３は目付け９０ｇ／ｍ^２のポリプロピレン織物で構成している。当該目付けは５０～１５０ｇ／ｍ^２あればパイル層１に必要な抜糸力を確保することができる。

一般的にタフテッドカーペットの基布層３にはポリプロピレン織物やポリエステル織物が使用されるが、後述するようにポリエステル織物を基布層３に使用した場合は難燃性をクリアできず、難燃安定性も問題があることが分かった。これは燃焼温度域でのポリエステルの溶融粘度がポリプロピレンよりも比較的低く熱収縮性も比較的大きいことから、燃焼試験において炎が当たった部分が溶融滴下して穴開きが発生しやすいためである。これに対してポリプロピレン織物は、炎が当たって溶融しても滴下せず穴開きが発生しない。このためポリプロピレン織物を基布層３に使用した場合は難燃性と難燃安定性の両方をクリアできる。

裏貼樹脂層４は基布層３の裏面に難燃樹脂をロールコーティングにより塗工したものである。この難燃樹脂はスチレンブタジエンラバーに難燃剤として水酸化アルミニウムを配合したものである。この水酸化アルミニウムは、燃焼時に水分を発生するので難燃性を高めることが分かっている。

難燃剤として水酸化アルミニウムなどを配合しないと、燃焼試験において炎が裏面に達して燃焼が拡大しやすい。水酸化アルミニウムの配合割合は２：８～４：６の範囲内であれば難燃性をクリアできる。この実施形態ではスチレンブタジエンラバーと水酸化アルミニウムを３：７の割合で配合している。

（比較例と実施例について）
以下、比較例１～比較例４－３と、実施例１～２の燃焼試験等の結果について、図２を参照して説明する。各比較例と実施例の難燃性および難燃安定性は、図３の試験装置１００で調べた。

図３の試験装置１００は国土交通省令第８３条に準拠したもので、基板１０１と、試験片であるＢ５大のタフテッドカーペット１０の両端を支持して基板１０１上に４５度で傾斜配設された左右一対のステー１０２と、タフテッドカーペット１０のパイル面中央に延びた支柱１０３と、支柱１０３の上端に設けられた支持台１０４と、支持台１０４上のアルコールランプ１０５で構成される。アルコールランプ１０５の容器底面から炎が当たるパイル面までの距離を２５．４ｍｍ（１インチ）とし、アルコールランプ１０５の規定量のアルコールが燃え尽きるまで試験片を約１分余り加熱する。

難燃性と難燃安定性を、燃焼中の状態（着火、着炎、煙など）および燃焼後の状態（残煙、残じん、炭化など）から３段階（〇、△、×）で判定した。「〇」が難燃性と難燃安定性の両方とも良好、「△」がいずれか一方のみ良好、「×」が両方とも不良である。

また、タフテッドカーペットの風合いはそのベタツキ感によって４段階（◎、〇、△、×）で判定した。すなわち、試験片であるＢ５大のタフテッドカーペットを、室温３０℃、湿度６０％に調整した部屋に６時間放置した後、指による触感でタフテッドカーペットのベタツキ感を評価した。

「◎」がベタツキ感がまったくなく滑らかな触感があるものである。「〇」はベタツキ感はないが滑らかな触感とまではいえないものである。「△」はベタツキ感がやや感じられるもの、「×」ははっきりと感じられるものである。

比較例１はパイル繊維にウールを使用したものである。ウールは風合いが良好でＬＯＩ値も２４－２６と高く自己消火性があり難燃性のレベルは高いが、短繊維のため比較的耐久性が弱く、耐摩耗性の面で問題がある。

比較例２は、上記比較例1の耐久性、耐磨耗性の弱さを克服するために、パイル繊維を耐久性、耐磨耗性のある長繊維である６６ナイロン長繊維に変えたものである。但し、６６ナイロンはＬＯＩ値が２０－２２でウールに劣るため、６６ナイロンのパイル繊維にリン系難燃剤を付加して難燃性を改善した。しかし、本比較例２では結果的に難燃性をクリアすることはできなかった。これは基布層に綿層が無いためであると考えられる。なお、風合いはベタツキ感がはっきり感じられてよくなかった。

比較例３－１～３－３は、パイル層１と基布層の間に難燃ポリエステル綿層や難燃レーヨン綿層を介在させ、基布もポリエステル基布やポリプロピレン基布を使用した。

難燃レーヨン綿は、レーヨン繊維に難燃剤を内包させたり外周に付与したりしたものである。難燃剤の内包・付与の処理方法は周知の任意の方法を採用することができる。難燃剤としては、リン系難燃剤、ブロム系難燃剤など周知のものを任意に採用可能である。市販のものでは、レンチング社製「ＬｅｎｚｉｎｇＦＲ（登録商標）」などが例示される。

基布層３をポリエステル織物にした比較例３－２と、基布層３をポリプロピレン織物にした比較例３－３では、他の条件が同じでも比較例３－３の方が難燃性が良いことが分かった。これは前述したようにポリエステルの方がポリプロピレンより溶融粘度が低く、燃焼試験で炎が当たった部分に穴開きが発生するためである。

ポリプロピレン織物は炎が当たった部分で穴開きが発生せず、難燃性と難燃安定性の両方をクリアできる。しかし安定性にはやや欠ける面があった。なお、比較例３－１～３－３のいずれも、風合いはベタツキ感がはっきり感じられてよくなかった。

次に、比較例４－１以降で、パイル層１の繊維を６６ナイロン長繊維から６ナイロン長繊維に変更した上で、基布層３とその上の繊維の種類を変えて燃焼試験を行った。６ナイロン（融点２２５℃）は６６ナイロン（融点２６５℃）に比べて耐熱性ではやや劣るが、６ナイロンの耐熱性が不足する分は、難燃剤をパイル層１に所定量付加することで、ある程度補うことができる。

一方、前述したように、６ナイロンは６６ナイロンよりも吸水性、染色性、発色性とも良好である。６ナイロン長繊維のパイル層１は優しい手触りであり、シルクに似た上質な光沢感も得られる。但し、比較例４－１～４－３では難燃剤を使用している関係でややベタツキ感があった。

前述した比較例３－３（基布層がポリプロピレン織物）の知見に基づいて、比較例４－３のようにポリプロピレン織物の基布層３の上に難燃レーヨン綿を配設すると難燃性をクリアできることが分かった。これは難燃レーヨン綿層の炭化で穴あき防止壁が形成されることによるものと考えられる。

比較例５はパイル層１に難燃剤をまったく付与しないで難燃性をクリアできるか試行した結果である。パイル層１に難燃剤を使用しないので当然風合いは満足する。しかしながら、難燃剤の有無以外は同条件の比較例４－３でクリアした難燃性は、比較例５ではクリアできなかった。

以上の結果から、難燃性をクリアするためには、パイル層１に難燃剤を使用する必要があり、さらにより風合をよくするために難燃剤をリン系難燃剤から他の種類に変更する必要があることが分かった。実施例１と２では、パイル層１にリン系難燃剤に代えてグアニルスルフォアミド系難燃剤を使用した。

その結果、実施例１と２で十分な難燃性が得られることが分かった。これは難燃レーヨン綿層の炭化による穴あき防止壁との相乗効果によるものと考えられる。なお、実施例１と２では基布層綿に難燃レーヨン綿を使用したが、当該難燃レーヨン綿に代えて難燃剤を練り込んでいない通常のレーヨン綿を使用した場合でも、国土交通省の難燃性試験をクリアできることが分かった。レーヨン繊維は融点がなく軟化しないので、これが難燃性向上に有利に作用したものと思われる。

グアニルスルフォアミド系難燃剤の使用量は３０～２００ｇ／ｍ^２の範囲内で変えてみたが、難燃性の程度に格別の違いはなかった。そこで使用量を最低の３０ｇ／ｍ^２にしたものが実施例２である。この実施例２は難燃性をクリアできることは勿論のこと、風合いも実施例１より優れていた。

以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は前記実施形態に限定されることなく種々の変形が可能である。例えば裏貼樹脂層はスチレンブタジエンラバーに配合する難燃剤は水酸化アルミニウムに限定されるものではなく、水酸化マグネシウムやリン系難燃剤など他の難燃剤を使用することも可能である。

１：パイル層
２：レーヨン綿層
３：基布層
４：裏貼樹脂層
１０：タフテッドカーペット

Claims (6)

1. ポリプロピレン織物を有する基布層と、
   ６ナイロン長繊維糸にグアニルスルフォアミド系難燃剤が付加され、前記基布層の表面に植設されてなるパイル層と、
   前記基布層と前記パイル層の間に配設されたレーヨン綿層と、
   前記基布層の裏面に配設された難燃樹脂を含む裏貼樹脂層と、
   を有し、
   前記レーヨン綿層の目付けを５０～１５０ｇ／ｍ²の範囲内にしたことを特徴とする難燃性タフテッドカーペット。
2. 前記レーヨン綿層は、原料セルロースに難燃剤が練り込まれていることを特徴とする請求項１の難燃性タフテッドカーペット。
3. 前記レーヨン綿層の前記難燃剤がリン系難燃剤であることを特徴とする請求項２の難燃性タフテッドカーペット。
4. 前記裏貼樹脂層の難燃樹脂が、スチレンブタジエンラバーに水酸化アルミニウムを配合してなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項の難燃性タフテッドカーペット。
5. 前記スチレンブタジエンラバーと前記水酸化アルミニウムの配合割合を重量比で２：８～４：６の範囲内にしたことを特徴とする請求項４の難燃性タフテッドカーペット。
6. 前記パイル層の目付けを４５０～１５００ｇ／ｍ²の範囲内にしたことを特徴とする請求項１から５のいずれか１項の難燃性タフテッドカーペット。
   

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