JP4395877B2 - ポリエステル系難燃繊維壁紙 - Google Patents

Description

本発明は、合成繊維布帛を裏打紙に貼り合わせて成る繊維壁紙に関するものである。

パルプを主材とし、三酸化アンチモン、含燐窒素化合物、グアニジン化合物、テトラブロムビスフェノールＡ、ブロモフェノール誘導体、リグニン誘導体、臭化アンモン、ジシアンジアシド、水酸化アルミニウム等を添加した難燃紙は、壁紙の裏打紙として公知である（例えば、特許文献１、２参照）。裏打紙用難燃紙としては、セルロース繊維５〜３０重量部、無機質繊維１〜１０重量部、水酸化アルミニウム５０〜９５重量部、有機結合剤２〜１０重量部を必須成分とする抄造紙も公知である（例えば、特許文献３参照）。壁紙および裏打紙用難燃紙は、建設省告示第１３７２号と第１８２８号に準拠してＪＩＳ−Ａ−１３２１に規定される難燃性能試験における判定基準に従って難燃性能が評価され、その難燃性能に応じて不燃材料、準不燃材料、難燃紙と表示される（例えば、特許文献２、３、４、５、６、７参照）。
特開昭６０−２３９５９８号公報（特公平０４−５０４３８） 特開平０２−２４３３３７号公報（特公平０６−００３９４） 特開平０２−０６１２００号公報（特許第２７５４３８６号） 特開昭６３−２３３８２６号公報（特公平０５−０２５００） 特開平０５−２００９４８号公報（特許第２５８６３６８号、段落００２４） 特開平０９−０３１８６０号公報（段落００２８） 特開平１１−００１９００号公報（段落００１８）

布帛製品の難燃性能の評価は、その用途に応じた種々の試験法によってなされ、例えば、自動車内装布帛については米国連邦自動車安全規格ＭＶＳＳ−３０２によって（例えば、特許文献８、９、１０参照）、建築工事用メッシュシートについてはＪＩＳ−Ｌ−１０９１によって（例えば、特許文献１１参照）、鉄道車輛座席シート用布帛については運輸省鉄道車輛用材料燃焼試験Ａ−４基準アルコール火炎法によって（例えば、特許文献１２参照）、航空機シート用布帛については連邦航空局基準ＦＡＡケロシンバーナテストＦＡＲ２５８５３Ｃによって行われている（例えば、特許文献１３、１４参照）。このように布帛の仕様が同じであっても、布帛製品の難燃性能が用途に応じて規定される種々の試験法によって評価されるのは、その用途における布帛の使用の仕方、火災発生初期の着火・発煙の仕方、燃焼の仕方が異なるためである。このことは、布帛製品がある試験法において難燃性能を有する（合格）と評価されても、その同じ布帛製品が他の試験法において合格と評価されるとは限らない、と言うことを意味する。
特開平０７−００３６５８号公報（特許第３２５１３８８号、段落００１３） 実公平０３−１４３４７号公報 特公平０５−２９７０５号公報 特開平１１−１７２８０６号公報（特許第３２４９９４０号、段落００４３） 特開平０９−２５００５２号公報（特許第３０８９４１８号、段落００４２） 特開昭６２−０９０３４９号公報（特公平０３−４５１３０） 特開昭６２−０９０３５０号公報（特公平０３−４５１３１）

繊維壁紙の難燃性能については、前記の通り、従来、ＪＩＳ−Ａ−１３２１に準拠していたが、２０００年（平成１２年）６月１日（制定日）以降は、建築基準法第２条第９号と第６８条の２第１項に準拠する試験法（以下、建築基準法燃焼試験法と言う。）において測定される総発熱量と亀裂等の変形有無と最高発熱速度とマウス行動停止時間（ガス有害性試験）によって評価されることになった。
即ち、建築基準法燃焼試験法においては、試験結果が、
（１） 加熱開始後２０分間の総発熱量が８ＭＪ／ｍ² 以下であり、
（２） 加熱開始後２０分間に貫通亀裂・穴等の変形が試験体になく、
（３） 加熱開始後２０分間の２００ｋｗ／ｍ² を超える最高発熱速度が１０秒以上継続せず、
（４） 加熱開始後、マウスが行動を停止するまでの平均行動停止時間が６．８分以上の場合には、試験体である繊維壁紙は、「不燃材料」と評価される。
その試験結果が、
（１） 加熱開始後１０分間の総発熱量が８ＭＪ／ｍ² 以下であり、
（２） 加熱開始後１０分間に貫通亀裂・穴等の変形が試験体になく、
（３） 加熱開始後１０分間の２００ｋｗ／ｍ² を超える最高発熱速度が１０秒以上継続せず、
（４） 加熱開始後、マウスが行動を停止するまでの平均行動停止時間が６．８分以上の場合には、試験体である繊維壁紙は、「準不燃材料」と評価される。
その試験結果が、
（１） 加熱開始後５分間の総発熱量が８ＭＪ／ｍ² 以下であり、
（２） 加熱開始後５分間に貫通亀裂・穴等の変形が試験体になく、
（３） 加熱開始後５分間の２００ｋｗ／ｍ² を超える最高発熱速度が１０秒以上継続しない場合には、試験体である繊維壁紙は、「難燃材料」と評価される。

このように、建築基準法燃焼試験法においては、従来の試験法であるＪＩＳ−Ａ−１３２１では評価の要件とされていなかった総発熱量と最高発熱速度継続時間と燃焼ガス有害性が評価の要件とされる。
このため、石油製品であり可燃性物質であるポリエステル繊維やポリプロピレン繊維によって表面が構成される合成繊維壁紙にとって、建築基準法燃焼試験法は、極めて厳しい試験となる。
特に、評価の要件として燃焼ガス有害性が規定されているので、単に難燃剤を付与して合成繊維を難燃化しただけでは「不燃材料」或いは「準不燃材料」と評価されることはなく、合成繊維の難燃化のために難燃剤の使用量を増やすときは、往々にして有害ガスの発生量も増えるので、合成繊維壁紙の難燃化は、極めて難しくなる。
加えて、建築基準法燃焼試験法に要する試験装置も極めて高価であり、又、燃焼ガスの有害性試験ではマウスを取扱う専門知識が必要となるので、その試験は、その試験装置を有する公的試験機関に頼らざるを得ず、その試験費用が高価な点でも、合成繊維壁紙の難燃化は、極めて難しい状況下におかれている。

本発明は、かかる状況下において鋭意研究し、燃焼試験時の総発熱量を抑えるために、火源となる布帛の目付け（質量）を可能な限り少なくし、その少ない目付けをもって裏打紙を被覆するために必要な布帛の隠蔽性を確保するために、布帛の経緯何れか一方の織密度を緻密にすると共に、その経緯糸条の総繊度（太さ）と経緯糸条を構成する繊維の繊度を細かくし、恰も薄いフイルムを成すかの如く布帛を構成し、そうすることによって布帛を裏打紙に限りなく密着させて燃焼試験時の最高発熱速度を抑え、布帛の難燃化のための難燃剤の使用量が少なくて済むようにし、以って、建築基準法燃焼試験法による「不燃材料」および「準不燃材料」に適合した難燃繊維壁紙（以下、単に難燃繊維壁紙と言う。）を得ることを目的とする。

本発明に係る繊維壁紙は、（ａ） 裏打紙に布帛を貼り合わせて成る繊維壁紙において、（ｂ） 布帛が単繊維繊度３ｄｔｅｘ未満のポリエステル系繊維に成る織物であり、（ｃ） その経糸と緯糸の総繊度が２８０ｄｔｅｘ未満であり、（ｄ） 経糸と緯糸の何れか一方の糸条によるカバーファクターが１３００以上であり、且つ、（ｅ） 経糸と緯糸の双方の糸条による各カバーファクターが２５００以下であり、（ｆ） 経糸によるカバーファクターと緯糸による合計カバーファクターが２０００〜４０００であり、（ｇ）
布帛の目付け（質量）が２２０ｇ／ｍ² 以下であり、（ｈ） 布帛が含有量１０ｇ／ｍ² 以下となるハロゲン系難燃剤を含有し、（ｉ） 裏打紙がリン系難燃剤を１０ｇ／ｍ² 以下含有する目付け１００ｇ／ｍ² 以下の難燃パルプ抄造紙であり、（ｊ） 布帛と裏打紙がエチレン酢酸ビニル樹脂系接着剤によって貼り合わされており、（ｋ） 建築基準法に規定される燃焼試験において、不燃材料または準不燃材料として評価される難燃性能を有することを第１の特徴とする。

本発明に係る繊維壁紙の第２の特徴は、上記第１の特徴に加えて、経糸密度と緯糸密度が２７本／ｃｍ以上であり、且つ、経糸密度と緯糸密度の何れか一方の密度が５５本／ｃｍ以上である点にある。

本発明に係る繊維壁紙の第３の特徴は、上記第１、第２の何れかの特徴に加えて、ハロゲン系難燃剤がヘキサブロモシクロドデカンとトリアルキルフェニルホスフェードを主成分とするものであり、リン系難燃剤が含リン含窒素化合物を主成分とするものである点にある。

本発明に係る繊維壁紙の第４の特徴は、上記第１、第２、第３の何れかの特徴に加えて、エチレン酢酸ビニル樹脂系接着剤の固形分塗着量が２５ｇ／ｍ² 以下である点にある。

本発明によると、建築基準法に規定される燃焼試験において不燃材料または準不燃材料として評価される難燃性能を有するポリエステル繊維壁紙が得られる。その理由については、次のように考えられる。
即ち、燃焼試験において火源となる布帛の目付けが２２０ｇ／ｍ² 以下であるため、総発熱量を低く抑えることが出来、又、その難燃化に要する難燃剤の使用量が少なくて済み、その難燃剤に起因する有害燃焼ガスの発生量を低減することが出来る。
その布帛を構成する繊維の単繊維繊度を３ｄｔｅｘ未満と極細にするときは、カバーファクターが同じであっても糸条が嵩高に脹らむので、目付けが２２０ｇ／ｍ² 以下となる低目付の布帛でも裏打紙に対する高い隠蔽性が確保される。
そして、経糸や緯糸の総繊度を２８０ｄｔｅｘ以下とし、布帛の経糸と緯糸による合計カバーファクターが２０００〜４０００になるように経糸密度と緯糸密度の何れか一方を緻密にするときは、厚さ１００〜３００μｍ程度のプラスチックフイルムに相当する薄い皮膜状に布帛を構成することが出来、プラスチックフイルムをラミネートしたかの如く布帛が裏打紙に密着し、裏打紙の含有するリン系難燃剤の難燃機能と布帛の含有するハロゲン系難燃剤の難燃機能が相互に補完し易くなり、又、燃焼試験時に炭化した裏打紙によって最高発熱速度が抑えられる。
そして、布帛と裏打紙の間に介在するエチレン酢酸ビニル樹脂系接着剤は、一種のポリオレフィン樹脂であって格別有害な燃焼ガスを発生することはない。

上記の通り、布帛の目付けと難燃剤の含有量を可能な限り少なくし、布帛を構成する繊維の繊度と糸条の総繊度を細かくすることによって、本発明の目的を、達成することが出来る。従って、布帛の目付けは２００ｇ／ｍ² 以下、好ましくは８０〜１７０ｇ／ｍ² とし、布帛の含有するハロゲン系難燃剤の含有量を５ｇ／ｍ² 以下に、概して布帛の目付けの１〜３質量％にするとよい。
布帛をプラスチックフイルムのように薄い皮膜状に構成するためには、経糸と緯糸を構成する繊維の単繊維繊度を２ｄｔｅｘ以下とし、経糸と緯糸の総繊度をそれぞれ２００ｄｔｅｘ以下とすると共に、経糸密度と緯糸密度の何れか高密度となる一方の糸条の総繊度を１００ｄｔｅｘ以下とし、その高密度となる一方の糸条によるカバーファクターが１２００以上になるように、その一方の糸条の織密度（経糸密度と緯糸密度）を設定する。
経糸密度と緯糸密度は、概して２７本／ｃｍ以上とし、その経糸密度と緯糸密度の何れか一方の密度が５５本／ｃｍ以上とするとよい。
燃焼試験時に総発熱量を低く抑えるためには、裏打紙の目付けも８０ｇ／ｍ² 以下にすることが好ましい。

糸条（経糸と緯糸）によるカバーファクター（Ｋ_O ）は、織物の単位寸法（２．５４ｃｍ＝１吋）当りの糸条の本数（Ｎ_O ；経糸密度と緯糸密度（本／ｃｍ）×２．５４）と、その糸条の総繊度（Ｄ_O ×０．９）の平方根との積（Ｋ_O ＝２．５４×Ｎ_O ×（Ｄ_O ×０．９）^1/2)として算出される。従って、経糸と緯糸による織物の合計カバーファクター（Ｋ）は、経糸によるカバーファクター（Ｋ_w ）と緯糸によるカバーファクター（Ｋ_f ）との和（Ｋ＝Ｋ_w ＋Ｋ_f ＝２．５４×Ｎ_w ×（Ｄ_w ×０．９）^1/2 ＋２．５４×Ｎ_f ×（Ｄ_f ×０．９）^1/2)となる。
ここに、Ｎ_w は経糸密度（本／ｃｍ）、Ｄ_w は経糸の総繊度（ｄｔｅｘ）、Ｎは緯糸密度（本／ｃｍ）、Ｄ_f は緯糸の総繊度（ｄｔｅｘ）を意味する。

ポリエステル系繊維には、ポリエチレンテレフタレート繊維、ポリトリメチレンテレトタレート繊維、ポリブチレンテレフタレート繊維、ポリ乳酸繊維の何れをも使用することが出来る。

〔表１〕に示す仕様の３種類のポリエステル系繊維織物（実施例１，２，３）と３種類のポリエステル系繊維織物（比較例１，２，３）を織成し、それぞれヘキサブロモシクロドデカン４５質量％とトリアルキルフェニルホスフェート８．７質量％を含む水溶液として調製されたハロゲン系難燃剤を布帛目付けの２．５質量％付与し、含リン含窒素化合物２６〜２８質量％と含窒素化合物３〜５質量％を含む水溶液（大日本インキ化学工業株式会社製難燃剤：フレームガードＦＧ−３０）を８ｇ／ｍ² 含有する目付８０ｇ／ｍ² の難燃裏打紙（有限会社五箇製紙所製：ＫＵ原紙）に、樹脂分５４〜５８質量％含有のエチレン酢酸ビニル樹脂エマルジョン組成物（株式会社トウペ製品：ＸＢ−３０１１）を固形分塗布量２０ｇ／ｍ² に設定して塗布し貼り合わせて得られたポリエステル繊維壁紙の難燃性能を建築基準法燃焼試験法に従って評価した。
〔表１〕は、その評価結果を、経糸と緯糸の仕様と織物の仕様に対応させて示すものである。
尚、比較例１，２，３のポリエステル繊維壁紙については、建築基準法燃焼試験法において不燃材料として不合格と評価される結果になったので、そのガス有害性試験（マウス平均行動停止時間）と準不燃材料燃焼試験を行っていない。
〔表１〕において、●印は、本発明または建築基準法燃焼試験法において規定外となる数値を示し、☆印は、判断が保留される数値を示す。

Claims (3)

1. （ａ） 裏打紙に布帛を貼り合わせて成る繊維壁紙において、
   （ｂ） 布帛がポリエステル系繊維に成る織物であり、
   （ｃ） そのポリエステル系繊維の単繊維繊度が３ｄｔｅｘ未満であり、
   （ｄ） その布帛の経糸と緯糸の総繊度が２８０ｄｔｅｘ未満であり、
   （ｅ） その経糸と緯糸の何れか一方によるカバーファクターが１２００以上であり、
   （ｆ） その経糸と緯糸の双方による各カバーファクターが２５００以下であり、
   （ｇ） その経糸によるカバーファクターと緯糸による合計カバーファクターが２０００〜４０００であり、
   （ｈ） 布帛の目付けが２２０ｇ／ｍ² 以下であり、
   （ｉ） 布帛の経糸密度と緯糸密度がそれぞれ２７本／ｃｍ以上であり、
   （ｊ） 布帛の経糸密度と緯糸密度の何れか少なくとも一方の密度が５５本／ｃｍ以上であり、
   （ｋ） 布帛が１０ｇ／ｍ² 以下のハロゲン系難燃剤を含有し、
   （ｌ） 裏打紙の目付けが１００ｇ／ｍ² 以下であり、
   （ｍ） 裏打紙が１０ｇ／ｍ² 以下のリン系難燃剤を含有する難燃パルプ抄造紙であり、
   （ｎ） 布帛と裏打紙がエチレン酢酸ビニル樹脂系接着剤によって貼り合わされており、
   （ｏ） 平成１２年６月１日制定の建築基準法第２条第９号に規定される燃焼試験において測定される加熱開始後２０分間の総発熱量が８ＭＪ／ｍ ² 以下であり、加熱開始後２０分間に貫通亀裂・穴等の変形が試験体になく、加熱開始後２０分間の２００ｋｗ／ｍ ² を超える最高発熱速度が１０秒以上継続せず、加熱開始後、マウスが行動を停止するまでの平均行動停止時間が６．８分以上であって不燃材料、または、加熱開始後１０分間の総発熱量が８ＭＪ／ｍ ² 以下であり、加熱開始後１０分間に貫通亀裂・穴等の変形が試験体になく、加熱開始後１０分間の２００ｋｗ／ｍ ² を超える最高発熱速度が１０秒以上継続せず、加熱開始後、マウスが行動を停止するまでの平均行動停止時間が６．８分以上であって準不燃材料として評価される難燃性能を有するポリエステル系難燃繊維壁紙。
2. ハロゲン系難燃剤がヘキサブロモシクロドデカンとトリアルキルフェニルホスフェードを主成分とするものであり、リン系難燃剤が含リン含窒素化合物を主成分とするものである前掲請求項１に記載のポリエステル系難燃繊維壁紙。
3. エチレン酢酸ビニル樹脂系接着剤の固形分塗着量が２５ｇ／ｍ² 以下である前掲請求項１と請求項２の何れかに記載のポリエステル系難燃繊維壁紙。