JP7053513B2 - 難燃性タフテッドカーペット - Google Patents

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や特許文献２の発明が知られている。

特開２０１２－２２３３６６号公報 特開２０１４－２１７４３０号公報

特許文献１のカーペットは基布にグアニルスルフォアミド系難燃剤を含浸させたものである。また特許文献２のカーペットはパイル層に難燃剤を付与したもので、難燃剤として、ハロゲン系難燃剤、臭素系難燃剤、塩素系難燃剤などの有機難燃剤、金属水酸化物、アンチモン系難燃剤などの無機難燃剤が挙げられている。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、６６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難燃レーヨン綿層と、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することを特徴とする。

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、難燃レーヨン綿層２、基布層３および裏貼樹脂層４を有する。パイル層１は難燃レーヨン綿層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、６６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、６６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。ナイロンとウールのＬＯＩ値を比べると、ウールのＬＯＩ値２４－２６に比べてナイロンは２０－２２であるから難燃性が劣るが、６６ナイロンは６ナイロンよりは融点が高く、難燃性がある。

パイル層１の目付けは１０５０ｇ／ｍ²にしてある。パイル層１の目付けは８００～１５００ｇ／ｍ²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８００ｇ／ｍ²よりも少ないと底付き感が出る。

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／ｍ²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４０ｇ／ｍ²である。難燃剤の量は、後述するように４０ｇ／ｍ²～１００ｇ／ｍ²の間で増減させても難燃性の変化は格別生じなかった。

難燃剤の量を４０ｇ／ｍ²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４０ｇ／ｍ²にした。

難燃レーヨン綿層２はパイル層１と基布層３の間に目付け１００ｇ／ｍ²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難燃レーヨン綿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。

難燃レーヨン綿層２の目付けは５０～１５０ｇ／ｍ²あれば前記炭化壁を形成することができる。目付けが５０ｇ／ｍ²未満では燃焼した部分に穴ができることがある。この反対に目付けを１５０ｇ／ｍ²超に増やしても難燃性には格別影響がなかった。

難燃レーヨン綿層２は、例えば原料セルロースに難燃剤を練り込んだもの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／ｍ²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／ｍ²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（○、△、×）で判定した。「○」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。

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６ナイロン長繊維に変えたものである。但し、６ナイロンはＬＯＩ値が２０－２２でウールに劣るため、６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。

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。

次に、比較例４－１以降で、パイル層１の繊維を６ナイロン長繊維から６６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。６６ナイロンは融点２６５℃で６ナイロンの融点２２５℃より高く耐熱性があり機械的強度も高い。

この結果、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。

グアニルスルフォアミド系難燃剤の使用量は４０～１００ｇ／ｍ²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４０ｇ／ｍ²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：難燃レーヨン綿層
３：基布層
４：裏貼樹脂層
１０：タフテッドカーペット

Claims (5)

1. ポリプロピレン織物を有する基布層と、
   ６６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難燃レーヨン綿層と、
   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、
   前記難燃レーヨン綿層の目付けを５０～１５０ｇ／ｍ²の範囲内にし、
   前記パイル層の目付けを８００～１５００ｇ／ｍ ² 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. 前記難燃レーヨン綿層は、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. 前記難燃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。

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