JP4461376B2 - 燃広がり難い伸縮性布帛 - Google Patents

Description

本発明は伸縮性と難燃性を併せ持つ伸縮性布帛に関するものである。

ポリウレタン（ウレア）弾性繊維（スパンデックス）を用いた弾性繊維は、その優れた伸縮性特性から衣料分野等に広く用いられており、年々その用途を拡大している。弾性糸はベアーで使われる場合もあるが、触感や布帛表面の光沢や色の均一性の面で非弾性糸との混用で芯鞘型複合紡績糸や、カバリング糸等の複合糸として用いられることが多い（例えば特許文献１、２参照）。
特開２００１−３５５１３８号公報 特開２００４−３６０１６号公報

しかしながら、ポリウレタンやポリエーテルエステル系弾性糸は他の繊維に比べ、燃焼伝播速度が速いことから、従来の難燃性繊維との組み合わせや通常繊維と組み合わせた布帛に従来の難燃加工では十分な難燃性能を得る事が困難であるため、多くの検討がなされており、例えば難燃剤を含む樹脂に布帛を含浸する方法が開示されている（例えば特許文献３、４参照）。
特開平１１−２７９９４６号公報 特開２００２−３８３７４号公報

しかしながら、これらの方法では難燃性能が不十分である、あるいは、それを補うため高濃度の難燃剤の付与により風合い硬化をきたす結果を招くという問題点があった。

さらには、これらの弾性糸の燃焼性自体を抑止する目的より弾性糸に難燃剤を練りこむ方法も提案されている（例えば特許文献５参照）。
特開平１１−３５０２９７号公報

しかしながら、かかる方法はポリエーテルエステル系弾性糸を用いる必要があるため、十分な伸縮性を得ることができず、更には高価な難燃剤を使うため、経済性に劣る結果を招き一般使用を制限するものであった。

本発明は上記従来技術の課題を背景になされたもので、高度の難燃性能と高性能の伸縮性を有し、更には審美性、風合いをも付与することを課題とするものである。

本発明者らは上記課題を解決するため、鋭意研究した結果、遂に本発明を完成するに到った。即ち本発明は、（１）架橋型ポリオレフィン系弾性糸と非弾性糸より構成される布帛であって、経方向 及び／又は 緯方向の定荷重伸長率が１０％以上で同回復率が６０％以上あり、かつ燃焼性試験規格「鉄道第８１号」の燃焼性区分「難燃性」を満足する難燃性能を有することを特徴とする伸縮性布帛であり、（２）全布帛中の弾性糸の混用率が２０％未満であることを特徴とする（１）記載の伸縮性布帛であり、（３）非弾性糸が有機リン系難燃剤を含む綿、ポリエステル、綿／ポリエステル混繊、及びポリアミド繊維であることを特徴とする（１）又は（２）記載の伸縮性布帛であり、（４）非弾性糸がリン原子含有量を４，０００ppm以上含むポリエステル繊維よりなる糸であることを特徴とする（１）〜（３）いずれかに記載の伸縮性布帛であり、（５）非弾性糸であるポリエステル繊維よりなる糸がフィラメント糸であることを特徴とする（１）〜（４）いずれかに記載の伸縮性布帛である。

本発明による伸縮性布帛は架橋型ポリオレフィン系弾性糸と難燃性非弾性糸を複合した布帛であり、伸縮性は言うに及ばず、高度の難燃性能とソフトな風合いを併せ持ち、経済性能をも満足できる屋内及び車輌用の内装材等多くの用途に用いることができるという利点がある。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明に用いる弾性糸は、架橋型ポリオレフィン繊維であって、分枝を有しており、実質的に線状であるオレフィンに架橋処理を施されてなる繊維であることが好ましい。
ここで分枝していて実質的に線状であるオレフィン繊維とは、オレフィン系モノマーを重合させた重合物であるものを言う。
例えばαオレフィンを共重合させた低密度ポリエチレンや特表平８−５０９５３０号公報記載の弾性繊維がこれに該当する。

ポリオレフィンは発火し易く、従来、難燃性が要求される分野においてその使用が避けられていたが、後述する難燃性繊維等との組み合わせによりその欠点は解消され、難燃性繊維の機能を損なうことなく、伸縮性のみを付与できるからである。

架橋処理の方法としては、例えばラジカル開始剤やカップリング剤などを用いた化学架橋や、エネルギー線を照射することによって架橋させる方法等が挙げられる。製品となった後の安定性を考慮するとエネルギー線照射による架橋が好ましいが、本発明はこれらの方法に限定されるものではない。

本発明にかかる伸縮性布帛は、弾性糸が伸長される方向の定荷重伸長率が１０％以上で、同回復率が６０％以上あることが好ましい。伸長率が１０％未満では伸縮性があるとは言いがたく、要求される様々な形に貼り付け施工される時の追従性が十分ではない。より好ましくは１５％以上である。また伸長率が５０％を超えると伸長回復性能が悪くなり好ましくない。一方、定荷重回復率が６０％未満になると、貼り付け施工時に、たるみや皺が入り、望ましくない。より好ましくは２０％以上である。

これらの伸縮特性を付与するのが弾性糸の役割であり、その混用率は２０ｗｔ％未満であることが好ましい。２０％を超えると弾性糸特有のプラスティックライクな風合いになり、布帛間の滑りも悪くなる。また布帛表面に弾性糸が多く顔を出し、いらついた光沢感を呈するようになる。また弾性糸は高価でもあり、経済性を阻害する要因ともなる。伸縮性能をも加味すると混用率は３％以上２０％未満、より好ましくは５％以上１５％未満である。

本発明における弾性糸と非弾性糸の混用方式は制限されるものではないが、交織、交編、交撚、混繊、複合（複合紡績、カバリンク）の方式があるが、複合糸として、単独または他の非弾性糸と、交織、交編することが一般的である。また、複合糸とすることで弾性糸を非弾性繊維でほぼ、完全に被覆でき、布帛表面にださないことができることからも、複合糸としてもちいることが望ましい。

他方、非弾性糸は不燃または難燃性のある繊維または糸であることが好ましい。これはポリオレフィン系弾性糸単独では難燃性能が十分でないことによる。難燃性は繊維内に難燃剤を練りこんだものや、繊維素に共重合したいわゆる素材難燃でも、布帛状態で難燃剤を含浸または塗付した、いわゆる後加工難燃でもよい。使用時の耐久性の観点からは素材難燃が好ましい。特に非弾性糸は経済性、加工性、耐久性、審美性等の観点より、ポリエステルが好ましく使用できる。ポリエステルを難燃化する方法には難燃性能があるリン化合物を共重合する方法と布帛とした後に有機リン系難燃剤を吸尽または塗布する方法はあるがりん化合物を共重合する方法が好ましく利用できる。この時リン化合物はリン原子含有量で４，０００ｐｐｍ以上であることが好ましい。４，０００ｐｐｍ未満では難燃性が十分でない。より好ましくは５，０００ｐｐｍ以上、１０，０００ｐｐｍ未満である。１０，０００ｐｐｍ以上となると、経済的な負担が大きく、難燃性能のメリットを打ち消してしまう。この共重合ポリエステルはフィラメント糸と短繊維紡績糸として利用できるが、審美性や難燃性能の点でフィラメント糸として用いることが撚り好ましい。この場合、布帛のふくらみやより高度の伸縮性能が要求される場合は仮撚加工糸として利用できる。

他の非弾性糸としては、有機リン系難燃剤を５〜３０ｗｔ％含有する綿やポリエステル短繊維と綿の混紡糸、ポリエステル短繊維紡績糸、ポリアミド糸等も使用できる。

本発明に用いる有機リン系難燃剤としては、含リン環式化合物、含リン臭素化合物、塩素化アルキルホスフェート、メチロールホスホネート、縮合リン酸エステル、縮合リン酸塩等を用いることができる。

ここで、ポリウレタンやポリエーテルエステル系弾性糸（以下、従来の弾性糸と称する）に換え、架橋型ポリオレフィン弾性糸にすることで難燃性能が害されない理由について考察する。溶融型の非弾性難燃繊維の難燃機構は着火時に着火部分が溶融脱落することで火勢を弱め、燃焼拡大を抑制する機構であるが、これに従来の弾性糸が混用されていると、非弾性糸の溶融物が脱落する前に、弾性糸が導火線的役割で加勢を拡大してしまうため、難燃性能が低下する。この結果、従来の弾性糸を含む布帛は経、緯ともに用いられる場合をおいて、弾性糸の連続方向に燃え広がり易い。他方、架橋型ポリオレフィン弾性糸の場合は燃焼速度が異常に遅いため、加勢拡大につながらないと推測している。

以下、実施例を用いて詳述するが、本発明の実施形態を限定するものではない。
〔燃焼性試験規格「鉄道第８１号」の測定方法と燃焼性区分〕
通気性のある室内で、直射日光を避け床面より１ｍ以上離した場所で５日以上放置した試料を布帛の経または緯を長辺としてＢ５判（１８２ｍｍ×２５７ｍｍ）の大きさの資料を各１枚用意し、長軸を縦として４５度の傾斜フレームに固定する。該取り付け試料面の中心の垂直下１インチに口径１７．５Φで厚さが７．１ｍｍの鉄製容器を置き、該容器に０．５ｃｃのエチルアルコールを入れて、着火し、燃料が燃え尽きるまで放置する。同法でもう１枚の試料でも実施し、燃焼中燃焼状態および燃焼後の試料状態を観察し、下表―１より、燃焼区分を判定する。

試験は布帛の経、緯を各々長辺とする試料で１回づつ実施し、難燃性能の悪い方をその布帛の難燃性能とする。

［定荷重伸長率及び回復率］
「風合い評価の標準化と解析」（日本繊維機械学会編集）の第IV章 「布の力学的特性の測定」に記載の方法にのっとり、測定した。幅２０cm、長さ5cmの試料を布帛の経方向、緯方向に採取し、長さ方向に４．００×１０―³ ／ｓｅｃ一定で、最大荷重１００ｇｆ／ｃｍまで引張り、変形回復過程に移り、最大荷重時の伸長率を求めた。伸長率と変形回復過程の０応力到達時の歪み量の差の伸長率との比率を回復率とし、丸編みの場合はコース方向を、織物の場合は用いた弾性糸が伸長される方向（経糸及び緯糸双方の場合は双方の平均値）をその伸長率及び回復率とした。

（実施例１）
架橋型ポリオレフィン系弾性糸４４デシテックスを３倍にドラフトしながら、原子含有率が６，０００ppmとなるよう共重合したポリエステルフィラメント糸（東洋紡績株式会社製 ハイム）１６７デシテックス４８フィラメントの仮撚加工糸を４００T／mで巻きつけカバリング糸を得た。該カバリング糸を緯糸とし、経糸に前記仮撚加工糸を配し、経糸密度を９０本／in.緯糸密度を７０本／in．として、得た平織物を得た。同布を常法で精練、糊抜き、セットして仕上がり布を得た。同布の伸長率、同回復率及び難燃性を表２に示した。伸縮性、難燃性とも優れた値を示し、間仕切り用布帛に適した布帛であった。

（実施例２）
原子含有率が６，０００ppmとなるよう共重合したポリエステルフィラメント糸加工糸をレギュラーポリエステル加工糸とした以外は実施例―１と同法で生機織物を得、精練後に含リン臭素化合物（明成果化学工業（株） ＴＣ−１００）１４％ｏｗｆと塩素化アルキルホスフェート（明成果化学工業（株） ホスコン ＦＲ−８０）１２％ｏｗｆの水溶液を浴比５０：１、１３０℃で６０分処理後、セットして仕上がり布を得た。同布の伸長率、同回復率及び難燃性を表２に示した。伸縮性、難燃性とも優れた値を示し、間仕切り用布帛に適した布帛であった。

（比較例１）
弾性糸をポリウレタン弾性糸（東洋紡績株式会社製 ヱスパ ４６５）４４デシテックスとした以外は、実施例―１と全く同法で仕上がり布を得、同法で評価した結果を表２に示した。良好な伸縮性を示すものの、難燃性は極めて悪い結果となり、燃焼状態も長辺が経糸方向の時は横方向に、長辺が緯糸方向の時は縦方向にと偏った燃え広がり方を示し、難燃性を歌い文句にすることはできなかった。

（比較例２）
実施例２で得た生機を実施例１と同法の仕上げ方法で加工して加工布を得た。
同布の伸長率、同回復率及び難燃性を表２に示した。伸縮性は優れた値を示すものの、難燃性は全く性能がなかった。

本発明の伸縮性布帛は優れた伸縮性能に加え、良好な難燃性能があり、近年要求の高いパーティションや椅子張り、屋内装飾品に好適な伸縮性布帛である。特に従来伸縮性布帛に風合い変化を伴うことなく難燃性能を付与し得たことは、新規用途開発に有用である。

Claims (4)

1. 架橋型ポリオレフィン系弾性糸とリン原子含有量を４，０００ppm以上含むポリエステル非弾性繊維より構成される布帛であって、経方向 及び／又は 緯方向の定荷重伸長率が１０％以上で同回復率が６０％以上あり、かつ燃焼性試験規格「鉄道第８１号」の燃焼性区分「難燃性」を満足する難燃性能を有することを特徴とする伸縮性布帛。
2. 全布帛中の弾性糸の混用率が２０％未満であることを特徴とする請求項１記載の伸縮性布帛。
3. 非弾性糸が有機リン系難燃剤を含む綿、ポリエステル、綿／ポリエステル混繊、及びポリアミド繊維であることを特徴とする請求項１又は２記載の伸縮性布帛。
4. 非弾性糸であるポリエステル繊維よりなる糸がフィラメント糸であることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の伸縮性布帛。