WO2019188276A1 - 不織布シート - Google Patents
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Definitions
- the present invention relates to a nonwoven fabric sheet.
- halogen type or phosphorus type As the flame retardant, halogen type or phosphorus type is generally used, but in recent years, replacement of halogen type chemicals with phosphorus type chemicals has been advanced due to environmental regulations. However, some phosphorus drugs do not reach the flame retardant effect of conventional halogen drugs.
- Patent Document 1 a paper made of a composite of flameproof yarn and polyphenylene sulfide fiber
- Patent Document 2 a felt made of a composite of flameproof yarn and polyphenylene sulfide fiber
- the conventional flame retardant performance is a test of how hard the material itself is to burn when heated from one side with a burner specified in JIS, or whether the material can block the flame of the burner.
- the flame can be blocked with a burner specified in JIS, when the temperature of the heating source is higher or when the combustible material that causes ignition due to the temperature rise is in close contact with the paper
- heat is transferred, and the temperature on the back side that is not exposed to the flame rises rapidly. Therefore, there was room for improvement.
- Patent Document 2 discloses a felt made of a composite of flameproof yarn and polyphenylene sulfide fiber.
- the density of the felt is small, and the air heated by the burner escapes from the gap between the felts, and the flame hits.
- the ambient temperature on the opposite side suddenly rose, and the combustible material was placed on the other side not exposed to the flame, the combustible material could ignite.
- an object of the present invention is to provide a nonwoven fabric sheet having high flame barrier properties, heat insulating properties and wear resistance.
- the present invention employs the following means in order to solve the above problems.
- a flameproof layer comprising a web containing unmelted fiber A having a high temperature shrinkage of 3% or less and a thermal conductivity of 0.060 W / m ⁇ K or less in conformity with ISO 22007-3 (2008).
- a nonwoven fabric sheet comprising at least one layer, wherein the flameproof layer is bonded to a scrim layer containing carbonized heat-resistant fibers B having a LOI value of 25 or more according to JIS K-7201-2 (2007).
- nonwoven fabric sheet according to any one of (1) to (4), wherein the non-melting fiber A is a flame-resistant fiber or a meta-aramid fiber.
- the carbonized heat resistant fiber B is an anisotropic molten polyester, flame retardant poly (alkylene terephthalate), flame retardant poly (acrylonitrile butadiene styrene), flame retardant polysulfone, poly (ether-ether-ketone), A fiber comprising a resin selected from the group of poly (ether-ketone-ketone), polyethersulfone, polyarylate, polyarylene sulfide, polyphenylsulfone, polyetherimide, polyamideimide, meta-aramid, para-aramid, and mixtures thereof.
- the nonwoven fabric sheet according to any one of (1) to (5).
- the nonwoven fabric of the present invention has high flame shielding properties, heat insulation properties and wear resistance by having the above-described configuration.
- the present invention relates to a flameproof layer comprising a web containing unmelted fiber A having a high temperature shrinkage of 3% or less and a thermal conductivity of 0.060 W / m ⁇ K or less in conformity with ISO22007-3 (2008).
- a non-woven sheet in which the flameproof layer is bonded to a scrim layer containing carbonized heat-resistant fiber B having a LOI value of 25 or more in accordance with JIS K 72020-2 (2007) .
- the high-temperature shrinkage is defined by measuring the original length L0 after leaving a fiber as a raw material for a nonwoven fabric in a standard state (20 ° C., relative humidity 65%) for 12 hours and then applying a tension of 0.1 cN / dtex. The fiber was exposed to a dry heat atmosphere at 290 ° C. for 30 minutes without applying a load, and sufficiently cooled in a standard state (20 ° C., relative humidity 65%). The length L1 is measured by applying a tension of 1 cN / dtex, and is a numerical value obtained from L0 and L1 by the following formula.
- High temperature shrinkage [(L0 ⁇ L1) / L0] ⁇ 100 (%)
- the high temperature shrinkage rate of the non-molten fiber is 3% or less. Since the fracture due to the thermal stress generated between the part and the high temperature part is unlikely to occur, the form of the flameproof layer is stable even when exposed to flame for a long time.
- the high temperature shrinkage rate is low, but even if it does not shrink, even if it expands greatly due to heat, it causes the breakage of the flameproof layer due to thermal stress, so the high temperature shrinkage rate is -5% or more.
- the high temperature shrinkage rate is preferably 0 to 2%.
- Thermal conductivity is a quantification of the ease of heat conduction, and low thermal conductivity means that the temperature rise in the unheated part when the material is heated from one side. It means smaller.
- a felt having a basis weight of 200 g / m 2 and a thickness measured by a method according to JIS L1913 (2010) of 2 mm (density 100 kg / m 3 ) as a test specimen, it was measured by a method according to ISO 22007-3 (2008).
- a material having a thermal conductivity of 0.060 W / m ⁇ K or less is less likely to transmit heat, and when heated from one side to a non-woven fabric, can suppress the temperature rise on the opposite side that is not heated, Even if a combustible material is arranged on the opposite side, the possibility that the combustible material will ignite becomes low.
- a lower thermal conductivity is preferable, but an available fiber material has an upper limit of about 0.020 W / m ⁇ K.
- the LOI value is a volume percentage of the minimum oxygen amount necessary for sustaining the combustion of a substance in a mixed gas of nitrogen and oxygen, and it can be said that the higher the LOI value, the more difficult it is to burn. Therefore, thermoplastic fibers with a LOI value of 25 or more in accordance with JIS K7201-2 (2007) are difficult to burn. Even if they are ignited, they are extinguished immediately when the fire source is released, and they are usually spread slightly. A carbonized film is formed, and this carbonized portion can prevent the spread of fire. A higher LOI value is preferable, but the upper limit of the LOI value of a substance that can be actually obtained is about 65.
- the ignition temperature is a spontaneous ignition temperature measured by a method based on JIS K7193 (2010).
- the melting point is a value measured by a method based on JIS K7121 (2012). The value of the melting peak temperature when heated at 10 ° C./min.
- Nonwoven fabric sheet with flame barrier layer and scrim layer ⁇ A flameproof layer made of a web containing non-melted fibers A described later is combined with a scrim layer to form a nonwoven sheet.
- the scrim layer functions as a so-called reinforcing layer by being combined with the flameproof layer.
- the scrim layer is preferably composed of a woven fabric or a knitted fabric. This makes the nonwoven fabric superior in form stability and flame retardant layer damage reduction when it hits the flame by forming a regular and uniform structure such as woven fabric or knitted fabric against the flameproof layer in which the fibers are randomly oriented. Can be made with a sheet.
- the fibers are only entangled with each other, and when used for a long time under form stability and normal use environment, the fibers constituting the nonwoven fabric fall off due to wear, and the nonwoven fabric thins and breaks It becomes easy.
- the scrim layer is composed of a regular and uniform structure such as a woven or knitted fabric
- the yarn is structured with a specific structure
- the single fiber of the thread has a structure of spinning, entanglement, twisting, etc.
- single fibers are organized in a corresponding structure. Therefore, it is excellent in wear resistance as compared with the flameproof layer.
- the scrim layer functions as a wear-resistant layer in a normal use environment where no flame is applied, in addition to the stability of the form when the flame hits and the damage reduction to the flameproof layer as described above.
- the fibers constituting the scrim layer are required to have mechanical strength. Therefore, in the present invention, at least a carbonized heat-resistant fiber B described later is used for the scrim layer, but in a range that does not impair the effect of the present invention, for example, about 20% by mass, such as non-melted fiber A and fiber C described later. Other fibers may be mixed.
- non-melted fiber A is used for the flameproof layer
- other fibers such as carbonized heat-resistant fibers B and fibers C described later may be mixed within a range not impairing the effects of the present invention. Since the carbonized heat-resistant fiber B enhances flame retardancy by carbonization, it may be mixed in the flameproof layer within a range not exceeding 80% by mass, and the fiber C may be mixed by about 20% by mass. Also good.
- the non-molten fiber A refers to a fiber that maintains its fiber shape without being liquefied when exposed to a flame, and preferably does not liquefy and ignite at a temperature of 800 ° C. What does not ignite is more preferable.
- the non-melted fiber having the high temperature shrinkage rate in the range defined by the present invention include flameproofed fiber, meta-aramid fiber, and glass fiber.
- the flame-resistant fiber is a fiber subjected to flame resistance treatment using a fiber selected from acrylonitrile-based, pitch-based, cellulose-based, phenol-based fiber and the like as a raw material. These may be used alone or in combination of two or more.
- a flame resistant fiber having a low high temperature shrinkage and carbonization by heat is preferable.
- acrylonitrile-based flame resistant fiber is more suitable as a fiber having a small specific gravity and being flexible and excellent in flame retardancy.
- a flameproof fiber is obtained by heating and oxidizing an acrylic fiber as a precursor in high-temperature air.
- Examples of commercially available products include PYRON (registered trademark) manufactured by Zoltek and flame retardant fibers PYRON (registered trademark) used in Examples and Comparative Examples described later, and Pyromex (registered trademark).
- meta-aramid fibers are high in high-temperature shrinkage and do not satisfy the high-temperature shrinkage specified in the present invention.
- the non-melting fiber preferably used in the present invention is used in a method in which the non-melting fiber is used alone or combined with a different material, and the fiber length is preferably in the range of 30 to 120 mm, and in the range of 38 to 70 mm. It is more preferable. If the fiber length is in the range of 38 to 70 mm, it can be made into a non-woven fabric by a general needle punch method or hydroentanglement method, and it can be easily combined with different materials. Further, the thickness of the single fiber of the non-melt fiber is not particularly limited, but the single fiber fineness is preferably in the range of 0.1 to 10 dtex from the viewpoint of the passability in the card process.
- the mixing ratio of the non-molten fiber A in the nonwoven fabric is preferably 15% by mass or more, and 20% by mass or more. It is more preferable that The upper limit is preferably 70% by mass or less.
- the carbonized heat-resistant fiber B used in the present invention has a LOI value in the range specified by the present invention, and has a mass residue ratio of 10% by mass or more when heated in air at 300 ° C. for 5 minutes. It may be non-melted or thermoplastic fiber.
- the non-melted fiber refers to a fiber that does not liquefy when exposed to a flame and maintains a fiber shape, and refers to a fiber that does not liquefy and ignite at a temperature of 800 ° C.
- Mention may be made of flame-resistant fibers, meta-aramid fibers and glass fibers.
- Examples of the flame resistant fiber include acrylonitrile fiber, pitch fiber, cellulose fiber, and phenol fiber.
- thermoplastic fiber has a melting point lower than the ignition temperature of the non-molten fiber A.
- these carbonized heat-resistant fibers B include, for example, anisotropic molten polyester, flame retardant poly (alkylene terephthalate), flame retardant poly (acrylonitrile butadiene styrene), flame retardant polysulfone, and poly (ether-ether-). Selected from the group of aramids such as ketone), poly (ether-ketone-ketone), polyethersulfone, polyarylate, polyarylene sulfide, polyphenylsulfone, polyetherimide, polyamideimide, meta-aramid, para-aramid, and mixtures thereof. Mention may be made of fibers composed of polymers. These may be used alone or in combination of two or more. When the LOI value is in the range defined by the present invention, combustion in air is suppressed and the polymer is easily carbonized.
- the melting point is lower than the ignition temperature of the non-molten fiber A so that the molten polymer forms a dense carbonized layer on the surface of the flame contact surface.
- a strong carbonized film is formed even between the surface of the non-molten fiber A and between the fibers, and the carbon is further carbonized to increase the effect of blocking oxygen. Since the oxidative deterioration of the non-molten fiber A can be further suppressed, the flame barrier property can be maintained for a long time.
- the melting point is preferably lower than the ignition temperature of the non-melted fiber A by 200 ° C. or more, more preferably 300 ° C. or more.
- the scrim layer has a high LOI value for the fibers constituting the scrim layer from the point of functioning as a wear-resistant layer in addition to stabilizing the form when it hits the flame and reducing damage to the flameproof layer.
- mechanical strength is also required.
- non-melted fibers are preferably aramid fibers such as meta-aramid fibers and para-aramid fibers, and polyphenylene sulfide fibers (the most preferable are thermoplastic fibers).
- PPS fiber polyphenylene sulfide fibers
- the polymer itself has a LOI value not within the range specified by the present invention
- a flame retardant Can do. PPS is most preferable because it contains a sulfur atom in the polymer structure or in the flame retardant, thereby generating a phosphoric acid or sulfuric acid during thermal decomposition of the polymer or flame retardant, and expressing a mechanism for dehydrating and carbonizing the polymer substrate.
- a flame retardant a phosphorus type or sulfur type flame retardant is preferred.
- the carbonized heat-resistant fiber B used in the present invention is used by a method of combining the polymer fiber alone or a different material, and may be a short fiber or a long fiber.
- the fiber length is preferably in the range of 30 to 120 mm, and more preferably in the range of 38 to 51 mm. If the fiber length is in the range of 38 to 51 mm, it is easy to obtain a spun yarn by a general spinning process, and the resulting spun yarn is woven or knitted by a general method to form a woven or knitted fabric. , Made with scrim.
- raw yarns may be used as they are, or after various commonly known yarn processing, weaving or knitting to form a scrim.
- the thickness of the single fiber of the carbonized heat resistant fiber B is not particularly limited. However, in the case of a short fiber, the single fiber fineness is in the range of 0.1 to 10 dtex from the viewpoint of the passability of the card process. Those within are preferred.
- the PPS fiber preferably used in the present invention is a synthetic fiber made of a polymer having a polymer structural unit as a main structural unit of — (C 6 H 4 —S) —.
- Typical examples of these PPS polymers include polyphenylene sulfide, polyphenylene sulfide sulfone, polyphenylene sulfide ketone, random copolymers thereof, block copolymers, and mixtures thereof.
- polyphenylene sulfide containing a p-phenylene sulfide unit represented by — (C 6 H 4 —S) —, preferably 90 mol% or more, as the main structural unit of the polymer is desirable. From the viewpoint of mass, polyphenylene sulfide containing 80% by mass, more preferably 90% by mass or more of p-phenylene sulfide units is desirable.
- the method for producing the PPS fiber used in the present invention is preferably a method in which a polymer having the above-described phenylene sulfide structural unit is melted at a melting point or higher and spun from a spinneret to form a fiber.
- the spun fiber is an unstretched PPS fiber as it is.
- Most of the unstretched PPS fibers have an amorphous structure and a high elongation at break.
- stretched yarns are commercially available in which the fiber is stretched and oriented following spinning to improve the strength and dimensional stability of the fiber.
- a plurality of PPS fibers such as “Torcon” (registered trademark) (manufactured by Toray) and “Procon” (registered trademark) (manufactured by Toyobo) are in circulation.
- the unstretched PPS fiber and the stretched yarn can be used in combination within the range satisfying the scope of the present invention.
- the fibers used in the nonwoven fabric web of the flameproof layer preferably have a fiber length in the range of 30 to 120 mm, more preferably in the range of 38 to 70 mm. If the fiber length is in the range of 38 to 70 mm, it can be made into a non-woven fabric by a general needle punch method or hydroentanglement method, and it can be easily combined with different materials. Further, the thickness of the single fiber is not particularly limited, however, the single fiber fineness is preferably in the range of 0.1 to 10 dtex from the viewpoint of the passability of the card process.
- the mixing ratio of the carbonized heat-resistant fibers B in the nonwoven fabric sheet is preferably 30 to 85% by mass, and more preferably 40 to 60% by mass.
- a fiber C other than the non-melted fiber A and the carbonized heat-resistant fiber B may be contained in order to further add specific performance to the nonwoven fabric sheet.
- vinylon fibers are used in the flameproof layer to improve the hygroscopicity and water absorption of the nonwoven sheet, and polyester fibers in the flameproof layer and scrim to improve the wear resistance of the entire nonwoven sheet.
- nylon fibers may be mixed and used.
- the mixing ratio of the fibers C in the nonwoven fabric sheet is not particularly limited as long as the effects of the present invention are not impaired, but the mixing ratio of the fibers C other than the non-melting fibers A and the carbonized heat-resistant fibers B is 20% by mass or less. It is preferable that it is 10 mass% or less.
- the number of crimps of the fiber is preferably 7 pieces / 2.54 cm or more in order to obtain sufficient entanglement between the fibers. It is preferable that it is 12 pieces / 2.54 cm or more.
- the crimp number of this invention is measured based on JIS L1015 (2000).
- the length of each short fiber is the same length in order to obtain a more uniform web. Preferably.
- the same length may not be exactly the same, and the carbonized heat-resistant fiber B and the other fibers C may have a difference of about ⁇ 5% with respect to the length of the non-molten fiber A.
- the fiber length of the non-melted fiber A and the fiber lengths of the carbonized heat-resistant fiber B and the other fibers C are preferably in the range of 30 to 120 mm, more preferably in the range of 38 to 70 mm. preferable.
- the nonwoven fabric sheet of the present invention is produced by entanglement of a web prepared using the above short fibers, that is, a flameproof layer and a scrim containing carbonized heat-resistant fibers B by a needle punch method or a hydroentanglement method.
- the structure of the nonwoven fabric sheet is not limited as long as it is within the range specified in the present invention.
- the basis weight is obtained by converting the sample mass of 30 cm square to the mass per square meter.
- the nonwoven fabric sheet After manufacturing the nonwoven fabric sheet, it may be heat-set using a tenter or calendered as long as it is within the range specified by the present invention. Of course, it may be used as it is.
- the set temperature is good enough to obtain the effect of suppressing the high temperature shrinkage, and is preferably 160 to 240 ° C., more preferably 190 to 230 ° C.
- the calendering is for adjusting the thickness and surface feel of the nonwoven fabric, and the speed, pressure and temperature of the calender are not limited as long as they are within the range defined by the present invention.
- the non-woven fabric sheet of the present invention thus obtained is excellent in flame barrier properties, heat insulating properties and wear resistance, and therefore requires a fire spread prevention effect and requires wear resistance.
- it can be suitably used for a fire blocking material for urethane cushions and a fire matting material for bed mattresses in automobiles and aircrafts.
- a flexible urethane foam commercially available from Fuji Rubber Sangyo Co., Ltd. is cut into a length of 20 cm, a width of 20 cm, and a thickness of 20 cm to obtain urethane foam 1.
- the nonwoven fabric sheet 2 of the present invention is coated on the urethane foam 1 so that the scrim surface is on the outside, and the portion indicated by 3 in FIG. Heat from the position 5 cm away from the sample with the burner 4 for 5 minutes.
- a power torch RZ-730 manufactured by Shin-Fuji Burner Co., Ltd. was used. The temperature of the flame is adjusted to 1000 degrees using a thermocouple.
- Metal-aramid fiber 1.7 dtex Toray Chemical Korea Inc. What used the metal aramid fiber made from 51mm was cut. The number of crimps of this meta-aramid fiber was 11 pieces / 2.54 cm.
- PET fiber Polyethylene terephthalate (PET) fiber
- TETORON registered trademark manufactured by Toray with a single fiber fineness of 2.2 dtex (diameter: 14 ⁇ m) and a cut length of 51 mm was used.
- the PET fiber has a LOI value of 22 and a melting point of 267 ° C.
- the number of crimps of this PET fiber was 15 / 2.54 cm.
- Example 1 (spinning) The drawn yarns of PPS fibers were mixed by a spreader, then further mixed by a blended cotton machine, and then passed through a carding machine to make a sliver. The mass of the obtained sliver was 20.19 g / 5.46 m. Next, the total draft was set to 8 times with a drawing machine and stretched to obtain a sliver of 18.69 g / 5.46 m. Then 0. 55T / 2. Twisted to 5 4 cm and stretched 7.4 times to obtain a roast yarn of 216.20 g / 5.46 m. Next, 16.4T / 2. Twisted to 5 4 cm and stretched to a total draft of 30 times and twisted to obtain a spun yarn No. 30 with a cotton count. The obtained spun yarn was twisted at 64.7 T / 2.54 cm with a double twister to give a 30-th twin yarn.
- the spun yarn thus obtained was woven with a plain weave of warp 138 / 2.54 cm and weft 79/10 cm with a rapier loom to obtain a scrim of 94 g / m 2 .
- Nonwoven fabric sheet production Flame resistant fibers were mixed by a spreader, then further mixed by a blended cotton machine, and then passed through a card machine to make a web. After laminating the obtained web with a cross wrap machine, it was overlapped with a scrim and felted with a needle punch machine to obtain a nonwoven sheet made of drawn PPS fibers and flame-resistant fibers.
- the mass mixing ratio of the PPS drawn yarn and the flameproof fiber yarn of the nonwoven fabric sheet was 48:52, the basis weight was 194 g / m 2 , and the thickness was 1.81 mm.
- the abrasion resistance of the nonwoven fabric sheet was 2100 times and was excellent in abrasion resistance.
- Example 2 In Example 1, the mass blend ratio of the stretched yarn of the PPS fiber and the flameproof fiber of the web was changed to 80:20 to prepare a nonwoven fabric sheet.
- the basis weight of the nonwoven fabric sheet was 194 g / m 2 , the thickness was 1.83 mm, and the mass mixture ratio of the drawn yarn of PPS fiber and the flameproof fiber was 90:10.
- This nonwoven fabric sheet does not penetrate the nonwoven fabric for 5 minutes, does not ignite the urethane foam inside, and the mass reduction rate of the urethane foam is 9.3 mass%, providing sufficient flame shielding and heat insulation Had sex. Further, the wear resistance was 2230 times, and the wear resistance was excellent.
- Example 3 In Example 1, the blending ratio of spun yarn was changed from 100% PPS fiber drawn yarn to PPS fiber drawn yarn vs. PET fiber (1.7 dtex, 51 mm cut) 50:50, resulting in a 30th double yarn.
- the spun yarn was woven with a plain weave of warp 138 / 2.54 cm and weft 79/10 cm with a rapier loom to obtain a scrim of 94 g / m 2 .
- the flame-resistant fibers were mixed by a spreader, then further mixed by a blended cotton machine, and then passed through a card machine to produce a web.
- the mass blending ratio of the drawn yarn of PPS fiber, flameproofed fiber and PET fiber of the nonwoven fabric sheet was 24:52:24, the basis weight was 194 g / m 2 , and the thickness was 1.79 mm.
- This nonwoven fabric sheet does not penetrate the nonwoven fabric for 5 minutes, does not ignite the urethane foam inside, and the mass reduction rate of the urethane foam is 9.5% by mass. Had sex. Further, the wear resistance was 2370 times, and the wear resistance was excellent.
- Example 4 In Example 1, the blending ratio of spun yarn was changed from 100% PPS fiber drawn yarn to 100% meta-aramid fiber to obtain 30th double yarn, and the obtained spun yarn was warped by a rapier loom with 138 warps / 2.54 cm Woven with a plain weave of 79 wefts / 10 cm to obtain a scrim of 94 g / m 2 . Further, the flame-resistant fibers were mixed by a spreader, then further mixed by a blended cotton machine, and then passed through a card machine to produce a web.
- a nonwoven sheet made of meta-aramid fibers and flame-resistant fibers After laminating the obtained web with a cross wrap machine, it was overlapped with a scrim and felted with a needle punch machine to obtain a nonwoven sheet made of meta-aramid fibers and flame-resistant fibers.
- the mass mixing ratio of the meta-aramid fiber and the flameproof fiber of the nonwoven fabric sheet was 48:52, the basis weight was 194 g / m 2 , and the thickness was 1.78 mm.
- This nonwoven fabric sheet does not penetrate the nonwoven fabric for 5 minutes, does not ignite the urethane foam inside, and the mass reduction rate of the urethane foam is 2.1% by mass. Had sex. Further, the wear resistance was 2610 times, and the wear resistance was excellent.
- Example 1 the spun yarn blend ratio was changed from 100% PPS drawn yarn 100% to 100% PET fiber (1.7 dtex, 51 mm cut) to obtain 30th double yarn, and the resulting spun yarn was used as a rapier loom. Were woven with a plain weave of warp 138 / 2.54 cm and weft 79/10 cm to obtain a scrim of 94 g / m 2 . Further, the flame-resistant fibers were mixed by a spreader, then further mixed by a blended cotton machine, and then passed through a card machine to produce a web.
- the obtained web After laminating the obtained web with a cross wrap machine, it was overlapped with a scrim and felted with a needle punch machine to obtain a nonwoven fabric sheet made of PET fibers and flame resistant fibers.
- the mass mixture ratio of the PET fiber and the flameproof fiber of the nonwoven fabric sheet was 48:52, the basis weight was 194 g / m 2 , and the thickness was 1.73 mm.
- This non-woven fabric sheet was excellent in heat insulation with 5 minutes, the flame did not penetrate the non-woven fabric, and the mass reduction rate of the urethane foam was 4.3% by mass. However, the wear resistance was 210 times, and the wear resistance was inferior.
- the nonwoven fabric sheet was obtained by heating and pressurizing twice in total.
- the obtained nonwoven fabric sheet was 100 g / m 2 in weight and 0.17 mm in thickness.
- the non-woven fabric sheet exhibited a sufficient flame barrier property after 2 minutes and 30 seconds, and the portion carbonized by the flame was perforated by the wind pressure of the flame. Therefore, the internal urethane foam ignited and the urethane foam was completely burned.
- the wear resistance was 340 times and was inferior in wear resistance.
- the present invention is effective for preventing the spread of fire and is suitable for use in clothing materials, wall materials, floor materials, ceiling materials, covering materials, etc. that are required to have flame retardancy. It is suitable for use in the prevention of fire spread of urethane sheet materials and bed mattresses of urethane sheets for automobiles and aircrafts.
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Abstract
高い遮炎性と断熱性および耐摩耗性を備えた不織布シートを提供するため、高温収縮率が３％以下で、且つＩＳＯ２２００７－３（２００８年）に準拠する熱伝導率が０．０６０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である非溶融繊維Ａを含むウェブから成る防炎層を少なくとも１層含み、該防炎層が、ＪＩＳ Ｋ－７２０１－２（２００７年）に準拠するＬＯＩ値が２５以上である炭化型耐熱繊維Ｂを含むスクリム層と結合してなる特徴とする、不織布シートとする。
Description
本発明は、不織布シートに関する。
従来より、難燃性が求められる用途では、ポリエステル、ナイロン、セルロース系繊維に難燃効果のある薬剤を原糸段階で練りこむ方法や後加工で付与する方法が採用されてきた。
難燃剤としては、ハロゲン系やリン系が一般的に用いられるが、近年では、環境規制により、ハロゲン系薬剤からリン系薬剤への置き換えが進んでいる。しかし、リン系薬剤では、従来のハロゲン系薬剤の難燃効果に及ばないものがある。
そこで、より高い難燃性を付与する方法として、高い難燃性を有したポリマーを複合する方法がある。例えば、耐炎化糸とポリフェニレンスルフィド繊維の複合体からなるペーパー（特許文献１）や、耐炎化糸とポリフェニレンスルフィド繊維の複合体からなるフェルト（特許文献２）などが知られている。
しかしながら、従来の難燃性能は、ＪＩＳに規定されたバーナーで一方の面から加熱したとき、その材料自体がどれだけ燃焼しにくいか、あるいは、材料がバーナーの炎を遮断できるかを試験したものであり、実際の火災のように火勢の強い炎に長時間晒されたり、他の可燃物が存在する場合の延焼防止に際して、十分とはいえなかった。特許文献１記載の方法では、ＪＩＳに規定されたバーナーで炎を遮ることができるものの、加熱源の温度がより高い場合や、温度上昇により発火が生じる可燃物がペーパーと密着している場合には、炎によって炭化したポリフェニレンスルフィドが熱を伝えることで、炎が当たっていない裏側の温度が急激に上昇し、炎が当たっていない反対側に密着した可燃物の発火点を超えると発火が生じるため、改善の余地があった。
また、特許文献２では、耐炎化糸とポリフェニレンスルフィド繊維の複合体からなるフェルトが開示されているが、フェルトの密度が小さく、バーナーによって加熱された空気がフェルトの隙間から抜けて、炎が当たっていない反対側の雰囲気温度が急激に上昇し、炎が当たっていない反対側に可燃物を配した際に、可燃物が発火してしまう可能性があった。
さらに、薄地のフェルトの場合には、フェルト製造工程での加工張力によって、タテ方向に伸びてしまい、部分的にフェルトが薄くなってしまううえ、耐摩耗性にも乏しいという問題があった。
したがって本発明は、高い遮炎性と断熱性および耐摩耗性を備えた不織布シートを提供することを課題とする。
本発明は上記課題を解決するために、次のような手段を採用する。
（１）高温収縮率が３％以下で、且つＩＳＯ２２００７－３（２００８年）に準拠する熱伝導率が０．０６０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である非溶融繊維Ａを含むウェブから成る防炎層を少なくとも１層含み、該防炎層が、ＪＩＳ Ｋ－７２０１－２（２００７年）に準拠するＬＯＩ値が２５以上である炭化型耐熱繊維Ｂを含むスクリム層と結合してなる不織布シート。
（２）前記不織布シート中に、非溶融繊維Ａを１５～７０質量％含有する（１）に記載の不織布シート。
（３）前記不織布シート中に、炭化型耐熱繊維Ｂを３０～８５質量％含有する（１）または（２）に記載の不織布シート。
（４）前記非溶融繊維Ａおよび炭化型耐熱繊維Ｂ以外の繊維Ｃを２０質量％以下含有する（１）～（３）の何れかに記載の不織布シート。
（５）前記非溶融繊維Ａが、耐炎化繊維またはメタアラミド系繊維である（１）～（４）の何れかに記載の不織布シート。
（６）前記炭化型耐熱繊維Ｂが、異方性溶融ポリエステル、難燃性ポリ（アルキレンテレフタレート）、難燃性ポリ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、難燃性ポリスルホン、ポリ（エーテル－エーテル－ケトン）、ポリ（エーテル－ケトン－ケトン）、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリアリーレンスルフィド、ポリフェニルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、メタアラミド、パラアラミドおよびこれらの混合物の群から選択される樹脂からなる繊維である（１）～（５）の何れかに記載の不織布シート。
本発明の不織布は、上記の構成を備えることにより、高い遮炎性及び断熱性と耐摩耗性を備えている。
本発明は、高温収縮率が３％以下で、且つＩＳＯ２２００７－３（２００８年）に準拠する熱伝導率が０．０６０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である非溶融繊維Ａを含むウェブから成る防炎層を少なくとも１層含み、該防炎層が、ＪＩＳ Ｋ ７２０１－２（２００７年）に準拠するＬＯＩ値が２５以上である炭化型耐熱繊維Ｂを含むスクリム層と結合している、不織布シートである。
《高温収縮率》
本発明において高温収縮率とは、不織布の原料となる繊維を標準状態（２０℃、相対湿度６５％）中で１２時間放置後、０．１ｃＮ／ｄｔｅｘの張力を与えて原長Ｌ０を測定し、その繊維に対して荷重を付加せずに２９０℃の乾熱雰囲気に３０分間暴露し、標準状態（２０℃、相対湿度６５％）中で十分冷却したうえで、さらに繊維に対して０．１ｃＮ／ｄｔｅｘの張力を与えて長さＬ１を測定し、Ｌ０およびＬ１から以下の式で求められる数値である。
高温収縮率＝〔（Ｌ０－Ｌ１）／Ｌ０〕×１００（％）
炎が近づき、熱が加わると非溶融繊維は炭化するが、非溶融繊維の高温収縮率が３％以下であるから、高温となった接炎部近辺は収縮しにくく、炎の接していない低温部と高温度部の間で生じる熱応力による破断が生じにくいので、防炎層は長時間炎に晒されても形態が安定する。この点で、高温収縮率は低いことが好ましいが、縮まずとも熱によって大幅に膨張しても、熱応力による防炎層の破断を生じる原因となるので、高温収縮率は－５％以上であることが好ましい。なかでも高温収縮率が０～２％であることが好ましい。
本発明において高温収縮率とは、不織布の原料となる繊維を標準状態（２０℃、相対湿度６５％）中で１２時間放置後、０．１ｃＮ／ｄｔｅｘの張力を与えて原長Ｌ０を測定し、その繊維に対して荷重を付加せずに２９０℃の乾熱雰囲気に３０分間暴露し、標準状態（２０℃、相対湿度６５％）中で十分冷却したうえで、さらに繊維に対して０．１ｃＮ／ｄｔｅｘの張力を与えて長さＬ１を測定し、Ｌ０およびＬ１から以下の式で求められる数値である。
高温収縮率＝〔（Ｌ０－Ｌ１）／Ｌ０〕×１００（％）
炎が近づき、熱が加わると非溶融繊維は炭化するが、非溶融繊維の高温収縮率が３％以下であるから、高温となった接炎部近辺は収縮しにくく、炎の接していない低温部と高温度部の間で生じる熱応力による破断が生じにくいので、防炎層は長時間炎に晒されても形態が安定する。この点で、高温収縮率は低いことが好ましいが、縮まずとも熱によって大幅に膨張しても、熱応力による防炎層の破断を生じる原因となるので、高温収縮率は－５％以上であることが好ましい。なかでも高温収縮率が０～２％であることが好ましい。
《熱伝導率》
熱伝導率とは、熱の伝導のしやすさを数値化したものであり、熱伝導率が小さいとは、一方の面から材料が加熱された際の、加熱されていない部分の温度上昇が小さくなることを意味する。目付２００ｇ／ｍ２、ＪＩＳ Ｌ１９１３（２０１０）に準拠する方法で測定した厚さが２ｍｍ（密度１００ｋｇ／ｍ３）のフェルトを試験体とし、ＩＳＯ２２００７－３（２００８年）に準拠する方法で測定した熱伝導率が０．０６０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である素材は、熱を伝えにくく、不織布にして一方の面から加熱した際に、加熱していない反対側の温度上昇を抑制することができ、反対側に可燃物が配されても可燃物が発火する可能性が低くなる。熱伝導率は低い方が好ましいが、入手可能な繊維材料では、０．０２０Ｗ／ｍ・Ｋ程度が上限である。
熱伝導率とは、熱の伝導のしやすさを数値化したものであり、熱伝導率が小さいとは、一方の面から材料が加熱された際の、加熱されていない部分の温度上昇が小さくなることを意味する。目付２００ｇ／ｍ２、ＪＩＳ Ｌ１９１３（２０１０）に準拠する方法で測定した厚さが２ｍｍ（密度１００ｋｇ／ｍ３）のフェルトを試験体とし、ＩＳＯ２２００７－３（２００８年）に準拠する方法で測定した熱伝導率が０．０６０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である素材は、熱を伝えにくく、不織布にして一方の面から加熱した際に、加熱していない反対側の温度上昇を抑制することができ、反対側に可燃物が配されても可燃物が発火する可能性が低くなる。熱伝導率は低い方が好ましいが、入手可能な繊維材料では、０．０２０Ｗ／ｍ・Ｋ程度が上限である。
《ＬＯＩ値》
ＬＯＩ値は、窒素と酸素の混合気体において、物質の燃焼を持続させるのに必要な最小酸素量の容積百分率であり、ＬＯＩ値が高いほど燃え難いと言える。そこで、ＪＩＳ Ｋ７２０１－２（２００７年）に準拠するＬＯＩ値が２５以上である熱可塑性繊維は燃えにくく、たとえ、着火しても火源を離せばすぐに消火し、通常わずかに燃え広がった部分に炭化膜を形成し、この炭化部分が延焼を防ぐことができる。ＬＯＩ値は高い方が好ましいが、現実に入手可能な物質のＬＯＩ値の上限は６５程度である。
ＬＯＩ値は、窒素と酸素の混合気体において、物質の燃焼を持続させるのに必要な最小酸素量の容積百分率であり、ＬＯＩ値が高いほど燃え難いと言える。そこで、ＪＩＳ Ｋ７２０１－２（２００７年）に準拠するＬＯＩ値が２５以上である熱可塑性繊維は燃えにくく、たとえ、着火しても火源を離せばすぐに消火し、通常わずかに燃え広がった部分に炭化膜を形成し、この炭化部分が延焼を防ぐことができる。ＬＯＩ値は高い方が好ましいが、現実に入手可能な物質のＬＯＩ値の上限は６５程度である。
《発火温度》
発火温度は、ＪＩＳ Ｋ７１９３（２０１０年）に準拠した方法で測定した自然発火温度である。
発火温度は、ＪＩＳ Ｋ７１９３（２０１０年）に準拠した方法で測定した自然発火温度である。
《融点》
融点は、ＪＩＳ Ｋ７１２１（２０１２年）に準拠した方法で測定した値である。１０℃／分で加熱した際の融解ピーク温度の値をいう。
融点は、ＪＩＳ Ｋ７１２１（２０１２年）に準拠した方法で測定した値である。１０℃／分で加熱した際の融解ピーク温度の値をいう。
《防炎層がスクリム層と結合した不織布シート》
後述の非溶融繊維Ａを含むウェブからなる防炎層は、スクリム層と結合させることで、不織布シートとする。スクリム層は、防炎層と結合させることでいわゆる補強層として機能する。スクリム層は、織物、または編物で構成されることが好ましい。これにより、繊維がランダムに配向した防炎層に対し、織物、編物等の規則正しい均一な組織とすることで、炎が当たったときの形態安定や防炎層へのダメージ軽減性に優れた不織布シートとなすことができる。
後述の非溶融繊維Ａを含むウェブからなる防炎層は、スクリム層と結合させることで、不織布シートとする。スクリム層は、防炎層と結合させることでいわゆる補強層として機能する。スクリム層は、織物、または編物で構成されることが好ましい。これにより、繊維がランダムに配向した防炎層に対し、織物、編物等の規則正しい均一な組織とすることで、炎が当たったときの形態安定や防炎層へのダメージ軽減性に優れた不織布シートとなすことができる。
また、不織布形態では、繊維が互いに絡み合っているのみであり、形態安定性や通常の使用環境下で長時間使用した場合に、摩耗によって不織布を構成する繊維が脱落し、不織布が薄地化して破れやすくなってしまう。一方、スクリム層が織編物のように規則正しい均一な組織で構成される場合、糸条が特定の構造で組織され、その糸条の単繊維が紡績、交絡、撚等の組織を有する場合にはさらに単繊維が相当する構造で組織されることになる。そのため、防炎層に比較して耐摩耗性に優れる。すなわち、スクリム層は、上述したような、炎が当たったときの形態安定や防炎層へのダメージ軽減のほか、炎が当たっていない通常の使用環境下での、耐摩耗層として機能するため、スクリム層を構成する繊維にはＬＯＩ値の高さおよび融点の範囲に加えて、機械強度も要求される。そのため、本発明においてはスクリム層には少なくとも後述する炭化型耐熱性繊維Ｂを用いるが、本発明の効果を損なわない範囲、例えば２０質量％程度で後述の非溶融繊維Ａや繊維Ｃのような他の繊維を混用してもよい。
防炎層には少なくとも後述の非溶融繊維Ａを用いるが、本発明の効果を損なわない範囲で後述の炭化型耐熱性繊維Ｂや繊維Ｃのような他の繊維を混用してもよい。炭化型耐熱性繊維Ｂは、炭化することで難燃性を高めることから、防炎層中に８０質量％を超えない範囲で混用してもよく、繊維Ｃは、２０質量％程度混用してもよい。
《非溶融繊維Ａ》
本発明において、非溶融繊維Ａとは炎にさらされた際に液化せずに繊維形状を保つ繊維をいい、８００℃の温度で液化および発火しないものが好ましく、１０００℃以上の温度で液化および発火しないものがさらに好ましい。上記高温収縮率が本発明で規定する範囲にある非溶融繊維として、例えば、耐炎化繊維、メタアラミド系繊維およびガラス繊維を挙げることができる。耐炎化繊維は、アクリロニトリル系、ピッチ系、セルロース系、フェノール系繊維等から選択される繊維を原料として耐炎化処理を行った繊維である。これらは単独で使用しても２種類以上を同時に使用してもよい。なかでも、高温収縮率が低くかつ、熱によって炭素化が進行する耐炎化繊維が好ましく、各種の耐炎化繊維の中で比重が小さく柔軟で難燃性に優れる繊維としてアクリロニトリル系耐炎化繊維がより好ましく用いられ、かかる耐炎化繊維は前駆体としてのアクリル系繊維を高温の空気中で加熱、酸化することによって得られる。市販品としては、後記する実施例および比較例で使用した、Ｚｏｌｔｅｋ社製耐炎化繊維ＰＹＲＯＮ(登録商標)の他、東邦テナックス(株)パイロメックス(Ｐｙｒｏｍｅｘ)（登録商標）等が挙げられる。また、一般にメタアラミド系繊維は高温収縮率が高く、本発明で規定する高温収縮率を満たさないが、高温収縮率を抑制処理することにより本発明の高温収縮率の範囲内としたメタアラミド系繊維であれば、好ましく使用することができる。また本発明で好ましく用いられる非溶融繊維は、非溶融繊維単独あるいは異素材と複合する方法で用いられ、繊維長は３０～１２０ｍｍの範囲内にあることが好ましく、３８～７０ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。繊維長が３８～７０ｍｍの範囲内であれば、一般的なニードルパンチ法や水流交絡法で不織布とすることが可能であり、異素材と複合することが容易である。また、非溶融繊維の単繊維の太さについても、特に限定されるものではないが、カード工程の通過性の点から、単繊維繊度は０．１～１０ｄｔｅｘの範囲内にあるものが好ましい。
本発明において、非溶融繊維Ａとは炎にさらされた際に液化せずに繊維形状を保つ繊維をいい、８００℃の温度で液化および発火しないものが好ましく、１０００℃以上の温度で液化および発火しないものがさらに好ましい。上記高温収縮率が本発明で規定する範囲にある非溶融繊維として、例えば、耐炎化繊維、メタアラミド系繊維およびガラス繊維を挙げることができる。耐炎化繊維は、アクリロニトリル系、ピッチ系、セルロース系、フェノール系繊維等から選択される繊維を原料として耐炎化処理を行った繊維である。これらは単独で使用しても２種類以上を同時に使用してもよい。なかでも、高温収縮率が低くかつ、熱によって炭素化が進行する耐炎化繊維が好ましく、各種の耐炎化繊維の中で比重が小さく柔軟で難燃性に優れる繊維としてアクリロニトリル系耐炎化繊維がより好ましく用いられ、かかる耐炎化繊維は前駆体としてのアクリル系繊維を高温の空気中で加熱、酸化することによって得られる。市販品としては、後記する実施例および比較例で使用した、Ｚｏｌｔｅｋ社製耐炎化繊維ＰＹＲＯＮ(登録商標)の他、東邦テナックス(株)パイロメックス(Ｐｙｒｏｍｅｘ)（登録商標）等が挙げられる。また、一般にメタアラミド系繊維は高温収縮率が高く、本発明で規定する高温収縮率を満たさないが、高温収縮率を抑制処理することにより本発明の高温収縮率の範囲内としたメタアラミド系繊維であれば、好ましく使用することができる。また本発明で好ましく用いられる非溶融繊維は、非溶融繊維単独あるいは異素材と複合する方法で用いられ、繊維長は３０～１２０ｍｍの範囲内にあることが好ましく、３８～７０ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。繊維長が３８～７０ｍｍの範囲内であれば、一般的なニードルパンチ法や水流交絡法で不織布とすることが可能であり、異素材と複合することが容易である。また、非溶融繊維の単繊維の太さについても、特に限定されるものではないが、カード工程の通過性の点から、単繊維繊度は０．１～１０ｄｔｅｘの範囲内にあるものが好ましい。
不織布シートにおける非溶融繊維の含有率が低すぎると、骨材としての機能が不十分となるため、不織布における非溶融繊維Ａの混率は、１５質量％以上であるのが好ましく、２０質量％以上であるのがより好ましい。上限としては７０質量％以下であることが好ましい。
《炭化型耐熱繊維Ｂ》
本発明で用いる炭化型耐熱繊維Ｂとしては、前記ＬＯＩ値が本発明で規定する範囲にあり、かつ空気中３００℃で５分加熱した際に、質量残渣率が１０質量％以上のものをいい、非溶融であっても、熱可塑性の繊維であってもよい。
本発明で用いる炭化型耐熱繊維Ｂとしては、前記ＬＯＩ値が本発明で規定する範囲にあり、かつ空気中３００℃で５分加熱した際に、質量残渣率が１０質量％以上のものをいい、非溶融であっても、熱可塑性の繊維であってもよい。
ここで、非溶融の繊維とは、炎にさらされた際に液化せずに繊維形状を保つ繊維をいい、８００℃の温度で液化および発火しないもののことをいい、これらの具体例としては、耐炎化繊維、メタアラミド系繊維およびガラス繊維を挙げることができる。耐炎化繊維は、アクリロニトリル系、ピッチ系、セルロース系、フェノール系繊維等を挙げることができる。
熱可塑性の繊維としては、融点が非溶融繊維Ａの発火温度よりも低い融点を有するものである。
これら炭化型耐熱繊維Ｂの好ましい具体例としては例えば、異方性溶融ポリエステル、難燃性ポリ（アルキレンテレフタレート）、難燃性ポリ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、難燃性ポリスルホン、ポリ（エーテル－エーテル－ケトン）、ポリ（エーテル－ケトン－ケトン）、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリアリーレンスルフィド、ポリフェニルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、メタアラミド、パラアラミド等のアラミドおよびこれらの混合物の群から選択されるポリマーで構成される繊維を挙げることができる。これらは単独で使用しても、２種類以上を同時に使用してもよい。ＬＯＩ値が本発明で規定する範囲にあることで、空気中での燃焼を抑制し、ポリマーが炭化しやすくなる。
非溶融性の繊維を用いてスクリムとなす場合、加熱によってスクリムの形状のまま緻密な炭化層となるうえ、防炎層を形成するウェブ部分が熱収縮を起こしても、その応力を受け止めることで不織布シート全体の変形を抑制できるため、遮炎性を長時間維持することができる。
また、熱可塑性の繊維を用いてスクリムとなす場合、融点が非溶融繊維Ａの発火温度よりも低いことで、溶融したポリマーが接炎面表面で緻密な炭化層を形成するため、防炎層への熱ダメージを緩和する上、非溶融繊維Ａの表面および繊維間でも強固な炭化皮膜を形成して、さらにそれが炭化されることで酸素を遮断する効果が高くなり、防炎層中の非溶融繊維Ａの酸化劣化をさらに抑制できるため、遮炎性を長時間維持することができる。その場合、融点は、非溶融繊維Ａの発火温度よりも２００℃以上低いことが好ましく、３００℃以上低いことがさらに好ましい。
スクリム層には、上述したように炎が当たったときの形態安定や防炎層へのダメージ軽減のほか、耐摩耗層として機能させる点から、スクリム層を構成する繊維にはＬＯＩ値の高さおよび融点の範囲に加えて、機械強度も要求される。かかる炭化型耐熱性繊維Ｂのなかでも入手の容易さの点から、非溶融繊維で好ましいのは、メタアラミド繊維、パラアラミド繊維等のアラミド繊維であり、熱可塑性繊維で最も好ましいのはポリフェニレンスルフィド繊維（以下、ＰＰＳ繊維ともいう）である。
また、ポリマーそれ自体のＬＯＩ値が本発明で規定する範囲にないポリマーであっても、難燃剤で処理することによって、処理後のＬＯＩ値が本発明で規定する範囲内であれば好ましく用いることができる。ポリマー構造中あるいは、難燃剤中に硫黄原子を含むことにより、ポリマーあるいは難燃の熱分解時にリン酸あるいは硫酸を生成し、ポリマー基材を脱水炭化させる機構を発現するため、ＰＰＳは最も好ましく、また、難燃剤を用いる場合には、リン系や硫黄系の難燃剤が好ましい。
本発明で用いられる炭化型耐熱性繊維Ｂは、上記ポリマー繊維単独あるいは異素材と複合する方法で用いられ、短繊維であっても長繊維であってもよい。
短繊維である場合には、繊維長は３０～１２０ｍｍの範囲内にあることが好ましく、３８～５１ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。繊維長が３８～５１ｍｍの範囲内であれば、一般的な紡績工程で紡績糸とすることが容易であり、得られた紡績糸を一般的な方法で製織あるいは編成することで織物あるいは編物とし、スクリムと成す。
長繊維の場合には、生糸のまま用いても良いし、一般的に知られた各種糸加工を行ったのち、製織あるいは編成してスクリムと成す。
炭化型耐熱繊維Ｂの単繊維の太さについては、特に限定されるものではないが、短繊維の場合には、カード工程の通過性の点から、単繊維繊度は０．１～１０ｄｔｅｘの範囲内にあるものが好ましい。
本発明で好ましく用いられるＰＰＳ繊維は、ポリマー構成単位が－（Ｃ６Ｈ４－Ｓ）－を主な構造単位とする重合体からなる合成繊維である。これらＰＰＳ重合体の代表例としては、ポリフェニレンスルフィド、ポリフェニレンスルフィドスルホン、ポリフェニレンスルフィドケトン、これらのランダム共重合体、ブロック共重合体およびそれらの混合物などが挙げられる。特に好ましいＰＰＳ重合体としては、ポリマーの主要構造単位として、－（Ｃ６Ｈ４－Ｓ）－で表されるｐ－フェニレンスルフィド単位を、好ましくは９０モル％以上含有するポリフェニレンスルフィドが望ましい。質量の観点からは、ｐ－フェニレンスルフィド単位を８０質量％、さらには９０質量％以上含有するポリフェニレンスルフィドが望ましい。
本発明で用いられるＰＰＳ繊維の製造方法は、上述のフェニレンスルフィド構造単位を有するポリマーをその融点以上で溶融し、紡糸口金から紡出することにより繊維状にする方法が好ましい。紡出された繊維は、そのままでは未延伸のＰＰＳ繊維である。未延伸のＰＰＳ繊維は、その大部分が非晶構造であり、破断伸度は高い。一方、このような繊維は熱による寸法安定性が乏しいので、紡出に続いて熱延伸して配向させ、繊維の強力と熱寸法安定性を向上させた延伸糸が市販されている。ＰＰＳ繊維としては、“トルコン”（登録商標）（東レ製）、“プロコン”（登録商標）（東洋紡績製）など、複数のものが流通している。
本発明においては、本発明の範囲を満たす範囲で上記未延伸のＰＰＳ繊維と延伸糸を併用することができる。なお、ＰＰＳ繊維の代わりに本発明の範囲を満たす繊維の延伸糸と未延伸糸を併用することでももちろん構わない。
防炎層の不織布ウェブに用いられる繊維は、繊維長は３０～１２０ｍｍの範囲内にあることが好ましく、３８～７０ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。繊維長が３８～７０ｍｍの範囲内であれば、一般的なニードルパンチ法や水流交絡法で不織布とすることが可能であり、異素材と複合することが容易である。また、単繊維の太さについても、特に限定されるものではないが、カード工程の通過性の点から、単繊維繊度は０．１～１０ｄｔｅｘの範囲内にあるものが好ましい。
防炎層およびスクリムから成る不織布シートにおいて、炭化型耐熱繊維Ｂの混率が低すぎると、炭化層の厚みが薄くなり、遮炎性能が低下する。そのため、不織布シートにおける炭化型耐熱繊維Ｂの混率は、３０～８５質量％であることが好ましく、さらには、４０～６０質量％であることが好ましい。
《非溶融繊維Ａおよび炭化型耐熱繊維Ｂ以外の繊維Ｃ》
非溶融繊維Ａおよび炭化型耐熱繊維Ｂ以外の繊維Ｃを、不織布シートに特定の性能をさらに付加するために含有させてもよい。例えば、不織布シートの吸湿性や吸水性を向上させるために、防炎層中にビニロン繊維を、また、不織布シート全体の耐摩耗性を向上させるために防炎層の中およびスクリム中にポリエステル繊維やナイロン繊維等を混合して用いてもよい。また、前記不織布シート中に、繊維Ｃの混率は本発明の効果を損なわない限り特に制限はないが、前記非溶融繊維Ａおよび炭化型耐熱繊維Ｂ以外の繊維Ｃの混率は、２０質量％以下であるのが好ましく、１０質量％以下であるのがより好ましい。
非溶融繊維Ａおよび炭化型耐熱繊維Ｂ以外の繊維Ｃを、不織布シートに特定の性能をさらに付加するために含有させてもよい。例えば、不織布シートの吸湿性や吸水性を向上させるために、防炎層中にビニロン繊維を、また、不織布シート全体の耐摩耗性を向上させるために防炎層の中およびスクリム中にポリエステル繊維やナイロン繊維等を混合して用いてもよい。また、前記不織布シート中に、繊維Ｃの混率は本発明の効果を損なわない限り特に制限はないが、前記非溶融繊維Ａおよび炭化型耐熱繊維Ｂ以外の繊維Ｃの混率は、２０質量％以下であるのが好ましく、１０質量％以下であるのがより好ましい。
本発明の不織布シートの防炎層部に用いる繊維の形態として、繊維同士の絡合性を十分得るために、繊維のけん縮数は７個／２．５４ｃｍ以上であることが好ましく、さらには１２個／２．５４ｃｍ以上であることが好ましい。なお、本発明のけん縮数とは、ＪＩＳ Ｌ １０１５（２０００）に準拠して、測定したものである。非溶融繊維Ａに加え、炭化型耐熱繊維Ｂおよびその他の繊維Ｃを防炎層部のウェブに含む場合には、それぞれの短繊維の長さは、より均一なウェブを得るために、同じ長さとすることが好ましい。なお同じ長さは厳密に同じでなくてもよく、非溶融繊維Ａの長さに対し炭化型耐熱繊維Ｂおよびその他の繊維Ｃは±５％程度の差異があってもよい。かかる観点から、非溶融繊維Ａの繊維長も、炭化型耐熱繊維Ｂおよびその他の繊維Ｃの繊維長も３０～１２０ｍｍの範囲内にあることが好ましく、３８～７０ｍｍの範囲内にあることがより好ましい。
本発明の不織布シートは、上記短繊維を用いて作製したウェブ、つまり防炎層と、炭化型耐熱繊維Ｂを含むスクリムをニードルパンチ法や水流交絡法などで交絡させて製造される。
不織布シートの構造は、本発明で規定する範囲内であれば制限されるものではないが、不織布シートの目付けが大きいほど遮炎性能と耐摩耗性に優れるため、８０ｇ／ｍ２以上であることが望ましい。目付けは、３０ｃｍ角のサンプル質量を１平米あたりの質量に換算することで求められる。
不織布シート製造後、本発明で規定する範囲内であれば、テンターを用いて熱セットしてもよいし、カレンダー加工をおこなってもよい。当然、生機のまま使用してもよい。セット温度は高温収縮率を抑制する効果が得られる温度がよく、好ましくは１６０～２４０℃、より好ましくは１９０～２３０℃である。カレンダー加工は、不織布の厚さや表面感を調整するものであり、本発明で規定する範囲内であれば、カレンダーの速度、圧力、温度は制限されるものではない。
かくして得られる本発明の不織布シートは遮炎性と断熱性および耐摩耗性に優れるため、火災延焼防止効果を必要とし、かつ耐摩耗性が必要な、壁材、床材、クッションのファイヤーブロッキング材などに使用するのに好適であって、特に、自動車や航空機などのウレタンクッションのファイヤーブロッキング材およびベッドマットレスのファイヤーブロッキング材で使用するのに好適に使用することができる。
次に、実施例に基づき本発明を具体的に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例のみに限定されるものではない。本発明の技術的範囲を逸脱しない範囲において、様々な変形や修正が可能である。なお、本実施例で用いる各種特性の測定方法は、以下のとおりである。
［目付］
３０ｃｍ角のサンプルの質量を測定し、１ｍ２当たりの質量(ｇ／ｍ２)で表した。
３０ｃｍ角のサンプルの質量を測定し、１ｍ２当たりの質量(ｇ／ｍ２)で表した。
［厚さ］
ＪＩＳ Ｌ－１９１３（２０１０年）に準拠して、測定した。
ＪＩＳ Ｌ－１９１３（２０１０年）に準拠して、測定した。
[遮炎性および断熱性評価]
富士ゴム産業株式会社から市販されている軟質ウレタンフォームをタテ２０ｃｍ、ヨコ２０ｃｍ、厚さ２０ｃｍにカットし、ウレタンフォーム１とする。本発明の不織布シート２をスクリム面が外側になるようにウレタンフォーム１に被覆し、図１の３で示した箇所を綿糸で縫製して縫製部３を形成する。サンプルから５ｃｍ離れた位置から、バーナー４で５分間加熱する。バーナーは、新富士バーナー株式会社製パワートーチＲＺ－７３０を用いた。炎の温度は、熱伝対を用いて１０００度となるように調整する。５分間加熱後にバーナーの炎を消し、不織布シートと、内部のウレタンの状態を観察した。５分間加熱後も不織布シートに孔が開いていない場合は「遮炎性あり」とし、Ａとする。５分間加熱中に不織布に孔が開き、内部のウレタンフォームに炎が達した場合は「遮炎性無し」とし、Ｆとする。５分間加熱後にバーナーの炎を消し、室温で１０分間冷却後、内部のウレタンフォームの質量減少率が１０質量％より大きい場合をウレタンフォームへの「断熱性なし」とし、Ｆとする。ウレタンフォームの質量減少率が１０質量％以下の場合をＢ、５質量％以下の場合をＡとした。
富士ゴム産業株式会社から市販されている軟質ウレタンフォームをタテ２０ｃｍ、ヨコ２０ｃｍ、厚さ２０ｃｍにカットし、ウレタンフォーム１とする。本発明の不織布シート２をスクリム面が外側になるようにウレタンフォーム１に被覆し、図１の３で示した箇所を綿糸で縫製して縫製部３を形成する。サンプルから５ｃｍ離れた位置から、バーナー４で５分間加熱する。バーナーは、新富士バーナー株式会社製パワートーチＲＺ－７３０を用いた。炎の温度は、熱伝対を用いて１０００度となるように調整する。５分間加熱後にバーナーの炎を消し、不織布シートと、内部のウレタンの状態を観察した。５分間加熱後も不織布シートに孔が開いていない場合は「遮炎性あり」とし、Ａとする。５分間加熱中に不織布に孔が開き、内部のウレタンフォームに炎が達した場合は「遮炎性無し」とし、Ｆとする。５分間加熱後にバーナーの炎を消し、室温で１０分間冷却後、内部のウレタンフォームの質量減少率が１０質量％より大きい場合をウレタンフォームへの「断熱性なし」とし、Ｆとする。ウレタンフォームの質量減少率が１０質量％以下の場合をＢ、５質量％以下の場合をＡとした。
[耐摩耗性評価]
ＪＩＳ Ｌ－１０９６ Ｅ法（マーチンデール法）に準拠し、標準摩擦布と不織布シートのスクリム面を多方向に摩擦し、エンドポイントまでの摩擦回数を測定した。スクリムがないものについては、フェルト面を摩擦した。３回の平均を算出し、１０回単位で表した。
ＪＩＳ Ｌ－１０９６ Ｅ法（マーチンデール法）に準拠し、標準摩擦布と不織布シートのスクリム面を多方向に摩擦し、エンドポイントまでの摩擦回数を測定した。スクリムがないものについては、フェルト面を摩擦した。３回の平均を算出し、１０回単位で表した。
次に、以下の実施例および比較例における用語について説明する。
《ＰＰＳ繊維の延伸糸》
延伸されたＰＰＳ繊維として、単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ（直径１４μｍ）、カット長
５１ｍｍの東レ製“トルコン”（登録商標）、品番Ｓ３７１を用いた。このＰＰＳ繊維のＬＯＩ値は３４、融点は２８４℃である。このＰＰＳ繊維のけん縮数は１３個／２．５４ｃｍであった。
延伸されたＰＰＳ繊維として、単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ（直径１４μｍ）、カット長
５１ｍｍの東レ製“トルコン”（登録商標）、品番Ｓ３７１を用いた。このＰＰＳ繊維のＬＯＩ値は３４、融点は２８４℃である。このＰＰＳ繊維のけん縮数は１３個／２．５４ｃｍであった。
《耐炎化繊維》
１．７ｄｔｅｘのＺｏｌｔｅｋ社製耐炎化繊維ＰＹＲＯＮを５１ｍｍにカットしたものを用いた。ＰＹＲＯＮの高温収縮率は１．６％であった。ＪＩＳ Ｋ７１９３（２０１０年）に準拠した方法で加熱したところ、８００℃でも発火は認められず、発火温度は８００℃以上である。また、熱伝導率は、０．０４２Ｗ／ｍ・Ｋであった。この耐炎化繊維のけん縮数は１１個／２．５４ｃｍであった。
１．７ｄｔｅｘのＺｏｌｔｅｋ社製耐炎化繊維ＰＹＲＯＮを５１ｍｍにカットしたものを用いた。ＰＹＲＯＮの高温収縮率は１．６％であった。ＪＩＳ Ｋ７１９３（２０１０年）に準拠した方法で加熱したところ、８００℃でも発火は認められず、発火温度は８００℃以上である。また、熱伝導率は、０．０４２Ｗ／ｍ・Ｋであった。この耐炎化繊維のけん縮数は１１個／２．５４ｃｍであった。
《メタアラミド繊維》
１．７ｄｔｅｘのＴｏｒａｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｋｏｒｅａ Ｉｎｃ．製のメタアラミド繊維を５１ｍｍにカットしたものを用いた。このメタアラミド繊維のけん縮数は１１個／２．５４ｃｍであった。
１．７ｄｔｅｘのＴｏｒａｙ Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｋｏｒｅａ Ｉｎｃ．製のメタアラミド繊維を５１ｍｍにカットしたものを用いた。このメタアラミド繊維のけん縮数は１１個／２．５４ｃｍであった。
《ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）繊維》
延伸されたＰＥＴ繊維として、単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ（直径１４μｍ）、カット長５１ｍｍの東レ製“テトロン”（登録商標）を用いた。このＰＥＴ繊維のＬＯＩ値は２２、融点は２６７℃である。このＰＥＴ繊維のけん縮数は１５個／２．５４ｃｍであった。
延伸されたＰＥＴ繊維として、単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ（直径１４μｍ）、カット長５１ｍｍの東レ製“テトロン”（登録商標）を用いた。このＰＥＴ繊維のＬＯＩ値は２２、融点は２６７℃である。このＰＥＴ繊維のけん縮数は１５個／２．５４ｃｍであった。
［実施例１］
（紡績）
ＰＰＳ繊維の延伸糸を開繊機によって混合し、次いで混打綿機によって更に混合し、次いで梳綿機に通じてスライバーとした。得られたスライバーの質量は、２０．１９ｇ／５．４６ｍであった。次いで練条機でトータルドラフトを８倍に設定して延伸し、１８．６９ｇ／５．４６ｍのスライバーとした。次いで粗紡機で０ ． ５５Ｔ ／ ２ ． ５ ４ ｃ ｍ に加撚して７.４倍に延伸し、２１６．２０ｇ／５．４６ｍの粗糸を得た。次いで精紡機で１６．４Ｔ ／ ２ ． ５ ４ ｃ ｍ に加撚してトータルドラフト３０倍に延伸して加撚し、綿番手で３０番の紡績糸を得た。得られた紡績糸をダブルツイスターで６４．７Ｔ／２．５４ｃｍで上撚をかけ、３０番手双糸とした。
（紡績）
ＰＰＳ繊維の延伸糸を開繊機によって混合し、次いで混打綿機によって更に混合し、次いで梳綿機に通じてスライバーとした。得られたスライバーの質量は、２０．１９ｇ／５．４６ｍであった。次いで練条機でトータルドラフトを８倍に設定して延伸し、１８．６９ｇ／５．４６ｍのスライバーとした。次いで粗紡機で０ ． ５５Ｔ ／ ２ ． ５ ４ ｃ ｍ に加撚して７.４倍に延伸し、２１６．２０ｇ／５．４６ｍの粗糸を得た。次いで精紡機で１６．４Ｔ ／ ２ ． ５ ４ ｃ ｍ に加撚してトータルドラフト３０倍に延伸して加撚し、綿番手で３０番の紡績糸を得た。得られた紡績糸をダブルツイスターで６４．７Ｔ／２．５４ｃｍで上撚をかけ、３０番手双糸とした。
（製織）
得られた紡績糸を、レピア織機で経１３８本／２．５４ｃｍ、緯７９本／１０ｃｍの平織りで製織し、９４ｇ／ｍ２のスクリムを得た。
得られた紡績糸を、レピア織機で経１３８本／２．５４ｃｍ、緯７９本／１０ｃｍの平織りで製織し、９４ｇ／ｍ２のスクリムを得た。
（不織布シート作製）
耐炎化繊維を開繊機によって混合し、次いで混打綿機によって更に混合し、次いでカード機に通じてウェブを作製した。得られたウェブをクロスラップ機にて積層したのち、スクリムと重ねてニードルパンチマシンでフェルト化し、ＰＰＳ繊維の延伸糸および耐炎化繊維からなる不織布シートを得た。不織布シートのＰＰＳ延伸糸と耐炎化繊維糸の質量混率は、４８対５２、目付は１９４ｇ／ｍ２、厚さは１．８１ｍｍであった。
耐炎化繊維を開繊機によって混合し、次いで混打綿機によって更に混合し、次いでカード機に通じてウェブを作製した。得られたウェブをクロスラップ機にて積層したのち、スクリムと重ねてニードルパンチマシンでフェルト化し、ＰＰＳ繊維の延伸糸および耐炎化繊維からなる不織布シートを得た。不織布シートのＰＰＳ延伸糸と耐炎化繊維糸の質量混率は、４８対５２、目付は１９４ｇ／ｍ２、厚さは１．８１ｍｍであった。
（遮炎性および断熱性評価）
５分間、炎は不織布を貫通することもなく、内部のウレタンフォームへの着火もなく、ウレタンフォームの質量減少率は１．５質量％であり、十分な遮炎性と断熱性を有していた。
５分間、炎は不織布を貫通することもなく、内部のウレタンフォームへの着火もなく、ウレタンフォームの質量減少率は１．５質量％であり、十分な遮炎性と断熱性を有していた。
（耐摩耗性評価）
不織布シートの耐摩耗性は２１００回と耐摩耗性に優れていた。
不織布シートの耐摩耗性は２１００回と耐摩耗性に優れていた。
［実施例２］
実施例１で、ウェブのＰＰＳ繊維の延伸糸と耐炎化繊維の質量混率を、８０対２０に変更して、不織布シートを作製した。不織布シートの目付は１９４ｇ／ｍ２、厚さは１．８３ｍｍで、ＰＰＳ繊維の延伸糸と耐炎化繊維の質量混率は９０対１０であった。
実施例１で、ウェブのＰＰＳ繊維の延伸糸と耐炎化繊維の質量混率を、８０対２０に変更して、不織布シートを作製した。不織布シートの目付は１９４ｇ／ｍ２、厚さは１．８３ｍｍで、ＰＰＳ繊維の延伸糸と耐炎化繊維の質量混率は９０対１０であった。
本不織布シートは、５分間、炎は不織布を貫通することもなく、内部のウレタンフォームへの着火もなく、ウレタンフォームの質量減少率は９．３質量％であり、十分な遮炎性と断熱性を有していた。また、耐摩耗性は２２３０回であり、耐摩耗性に優れていた。
［実施例３］
実施例１で、紡績糸の混率をＰＰＳ繊維の延伸糸１００％から、ＰＰＳ繊維の延伸糸対ＰＥＴ繊維（１．７ｄｔｅｘ、５１ｍｍカット）５０対５０に変更し、３０番手双糸とし、得られた紡績糸を、レピア織機で経１３８本／２．５４ｃｍ、緯７９本／１０ｃｍの平織りで製織して、９４ｇ／ｍ２のスクリムを得た。
さらに、耐炎化繊維を開繊機によって混合し、次いで混打綿機によって更に混合し、次いでカード機に通じてウェブを作製した。得られたウェブをクロスラップ機にて積層したのち、スクリムと重ねてニードルパンチマシンでフェルト化し、ＰＰＳ繊維の延伸糸および耐炎化繊維からなる不織布シートを得た。不織布シートのＰＰＳ繊維の延伸糸、耐炎化繊維およびＰＥＴ繊維の質量混率は、２４対５２対２４であり、目付は１９４ｇ／ｍ２、厚さは１．７９ｍｍであった。
実施例１で、紡績糸の混率をＰＰＳ繊維の延伸糸１００％から、ＰＰＳ繊維の延伸糸対ＰＥＴ繊維（１．７ｄｔｅｘ、５１ｍｍカット）５０対５０に変更し、３０番手双糸とし、得られた紡績糸を、レピア織機で経１３８本／２．５４ｃｍ、緯７９本／１０ｃｍの平織りで製織して、９４ｇ／ｍ２のスクリムを得た。
さらに、耐炎化繊維を開繊機によって混合し、次いで混打綿機によって更に混合し、次いでカード機に通じてウェブを作製した。得られたウェブをクロスラップ機にて積層したのち、スクリムと重ねてニードルパンチマシンでフェルト化し、ＰＰＳ繊維の延伸糸および耐炎化繊維からなる不織布シートを得た。不織布シートのＰＰＳ繊維の延伸糸、耐炎化繊維およびＰＥＴ繊維の質量混率は、２４対５２対２４であり、目付は１９４ｇ／ｍ２、厚さは１．７９ｍｍであった。
本不織布シートは、５分間、炎は不織布を貫通することもなく、内部のウレタンフォームへの着火もなく、ウレタンフォームの質量減少率は９．５質量％であり、十分な遮炎性と断熱性を有していた。また、耐摩耗性は２３７０回であり、耐摩耗性に優れていた。
［実施例４］
実施例１で、紡績糸の混率をＰＰＳ繊維の延伸糸１００％から、メタアラミド繊維１００％に変更し、３０番手双糸とし、得られた紡績糸を、レピア織機で経１３８本／２．５４ｃｍ、緯７９本／１０ｃｍの平織りで製織して、９４ｇ／ｍ２のスクリムを得た。
さらに、耐炎化繊維を開繊機によって混合し、次いで混打綿機によって更に混合し、次いでカード機に通じてウェブを作製した。得られたウェブをクロスラップ機にて積層したのち、スクリムと重ねてニードルパンチマシンでフェルト化し、メタアラミド繊維および耐炎化繊維からなる不織布シートを得た。不織布シートのメタアラミド繊維と耐炎化繊維の質量混率は、４８対５２であり、目付は１９４ｇ／ｍ２、厚さは１．７８ｍｍであった。
本不織布シートは、５分間、炎は不織布を貫通することもなく、内部のウレタンフォームへの着火もなく、ウレタンフォームの質量減少率は２．１質量％であり、十分な遮炎性と断熱性を有していた。また、耐摩耗性は２６１０回であり、耐摩耗性に優れていた。
実施例１で、紡績糸の混率をＰＰＳ繊維の延伸糸１００％から、メタアラミド繊維１００％に変更し、３０番手双糸とし、得られた紡績糸を、レピア織機で経１３８本／２．５４ｃｍ、緯７９本／１０ｃｍの平織りで製織して、９４ｇ／ｍ２のスクリムを得た。
さらに、耐炎化繊維を開繊機によって混合し、次いで混打綿機によって更に混合し、次いでカード機に通じてウェブを作製した。得られたウェブをクロスラップ機にて積層したのち、スクリムと重ねてニードルパンチマシンでフェルト化し、メタアラミド繊維および耐炎化繊維からなる不織布シートを得た。不織布シートのメタアラミド繊維と耐炎化繊維の質量混率は、４８対５２であり、目付は１９４ｇ／ｍ２、厚さは１．７８ｍｍであった。
本不織布シートは、５分間、炎は不織布を貫通することもなく、内部のウレタンフォームへの着火もなく、ウレタンフォームの質量減少率は２．１質量％であり、十分な遮炎性と断熱性を有していた。また、耐摩耗性は２６１０回であり、耐摩耗性に優れていた。
［比較例１］
実施例１で、紡績糸の混率をＰＰＳ繊維の延伸糸１００％から、ＰＥＴ繊維（１．７ｄｔｅｘ、５１ｍｍカット）１００％に変更し、３０番手双糸とし、得られた紡績糸を、レピア織機で経１３８本／２．５４ｃｍ、緯７９本／１０ｃｍの平織りで製織して、９４ｇ／ｍ２のスクリムを得た。
さらに、耐炎化繊維を開繊機によって混合し、次いで混打綿機によって更に混合し、次いでカード機に通じてウェブを作製した。得られたウェブをクロスラップ機にて積層したのち、スクリムと重ねてニードルパンチマシンでフェルト化し、ＰＥＴ繊維および耐炎化繊維からなる不織布シートを得た。不織布シートのＰＥＴ繊維と耐炎化繊維の質量混率は、４８対５２であり、目付は１９４ｇ／ｍ２、厚さは１．７３ｍｍであった。
実施例１で、紡績糸の混率をＰＰＳ繊維の延伸糸１００％から、ＰＥＴ繊維（１．７ｄｔｅｘ、５１ｍｍカット）１００％に変更し、３０番手双糸とし、得られた紡績糸を、レピア織機で経１３８本／２．５４ｃｍ、緯７９本／１０ｃｍの平織りで製織して、９４ｇ／ｍ２のスクリムを得た。
さらに、耐炎化繊維を開繊機によって混合し、次いで混打綿機によって更に混合し、次いでカード機に通じてウェブを作製した。得られたウェブをクロスラップ機にて積層したのち、スクリムと重ねてニードルパンチマシンでフェルト化し、ＰＥＴ繊維および耐炎化繊維からなる不織布シートを得た。不織布シートのＰＥＴ繊維と耐炎化繊維の質量混率は、４８対５２であり、目付は１９４ｇ／ｍ２、厚さは１．７３ｍｍであった。
本不織布シートは、５分間、炎は不織布を貫通することはなかったものの、スクリム表面で延焼が起こり、その熱が内部のウレタンフォームに伝わり、ウレタンフォームの質量減少率は１６．４質量％と断熱性に劣っていた。耐摩耗性は２３７０回であり、耐摩耗性には優れていた。
［比較例２］
スクリムを使用せず、 耐炎化繊維とＰＰＳ繊維の延伸糸を５２対４８の質量比で開繊機に投入して混合し、次いで混打綿機によって更に混合し、次いでカード機に通じてウェブを作製した。得られたウェブをクロスラップ機にて積層したのち、ニードルパンチマシンでフェルト化し、ＰＰＳ繊維の延伸糸および耐炎化繊維からなる不織布シートを得た。目付は１９４ｇ／ｍ２、厚さは２．０４ｍｍであった。
スクリムを使用せず、 耐炎化繊維とＰＰＳ繊維の延伸糸を５２対４８の質量比で開繊機に投入して混合し、次いで混打綿機によって更に混合し、次いでカード機に通じてウェブを作製した。得られたウェブをクロスラップ機にて積層したのち、ニードルパンチマシンでフェルト化し、ＰＰＳ繊維の延伸糸および耐炎化繊維からなる不織布シートを得た。目付は１９４ｇ／ｍ２、厚さは２．０４ｍｍであった。
本不織布シートは、５分間、炎は不織布を貫通することはなく、ウレタンフォームの質量減少率も４．３質量％と断熱性にも優れていた。しかし、耐摩耗性は２１０回であり、耐摩耗性には劣っていた。
［比較例３］
１．７ｄｔｅｘのＺｏｌｔｅｋ社製耐炎化繊維ＰＹＲＯＮ、１．０ｄｔｅｘの東レ社製PPS延伸糸“トルコン”（登録商標）、および３．０ｄｔｅｘの東レ社製ＰＰＳ未延伸糸“トルコン”（登録商標）、をそれぞれ６ｍｍに切断し、この耐炎化繊維とＰＰＳ繊維の未延伸糸とＰＰＳ繊維の延伸糸とを４０対３０対３０（すなわち、耐炎化繊維４０対ＰＰＳ繊維６０）の質量比率になるように準備した。それらを水に分散し分散液を作成した。分散液から手抄きの抄紙機で湿紙を作製した。湿紙を、回転型乾燥機を用いて１１０℃で７０秒間加熱、乾燥し、続いて鉄ロール表面温度を２００℃とし、線圧４９０Ｎ／ｃｍ、ロール回転速度５ｍ／分で片面１回ずつ、計２回、加熱・加圧して、不織布シートを得た。得られた不織布シートは目付け１００ｇ／ｍ２、厚み０．１７ｍｍであった。
１．７ｄｔｅｘのＺｏｌｔｅｋ社製耐炎化繊維ＰＹＲＯＮ、１．０ｄｔｅｘの東レ社製PPS延伸糸“トルコン”（登録商標）、および３．０ｄｔｅｘの東レ社製ＰＰＳ未延伸糸“トルコン”（登録商標）、をそれぞれ６ｍｍに切断し、この耐炎化繊維とＰＰＳ繊維の未延伸糸とＰＰＳ繊維の延伸糸とを４０対３０対３０（すなわち、耐炎化繊維４０対ＰＰＳ繊維６０）の質量比率になるように準備した。それらを水に分散し分散液を作成した。分散液から手抄きの抄紙機で湿紙を作製した。湿紙を、回転型乾燥機を用いて１１０℃で７０秒間加熱、乾燥し、続いて鉄ロール表面温度を２００℃とし、線圧４９０Ｎ／ｃｍ、ロール回転速度５ｍ／分で片面１回ずつ、計２回、加熱・加圧して、不織布シートを得た。得られた不織布シートは目付け１００ｇ／ｍ２、厚み０．１７ｍｍであった。
本不織布シートは、２分３０秒後に、炎が当たって炭化した部分が炎の風圧で孔が開き、十分な遮炎性を示さなかった。そのため、内部のウレタンフォームに着火し、ウレタンフォームが全焼した。耐摩耗性は３４０回であり、耐摩耗性に劣っていた。
本発明は、火災の延焼防止に有効で、難燃性が要求される衣料材、壁材、床材、天井材、被覆材などに使用するのに好適であって、特に、耐火防護服や、自動車や航空機などのウレタンシート材の延焼防止被覆材およびベッドマットレスの延焼防止で使用するのに好適である。
１ ウレタンフォーム
２ 不織布シート
３ 縫製部
４ バーナー
２ 不織布シート
３ 縫製部
４ バーナー
Claims (6)
- 高温収縮率が３％以下で、且つＩＳＯ２２００７－３（２００８年）に準拠する熱伝導率が０．０６０Ｗ／ｍ・Ｋ以下である非溶融繊維Ａを含むウェブから成る防炎層を少なくとも１層含み、該防炎層が、ＪＩＳ Ｋ－７２０１－２（２００７年）に準拠するＬＯＩ値が２５以上である炭化型耐熱繊維Ｂを含むスクリム層と結合してなる不織布シート。
- 前記不織布シート中に、非溶融繊維Ａを１５～７０質量％含有する請求項１に記載の不織布シート。
- 前記不織布シート中に、炭化型耐熱繊維Ｂを３０～８５質量％含有する請求項１または２に記載の不織布シート。
- 前記不織布シート中に、前記非溶融繊維Ａおよび炭化型耐熱繊維Ｂ以外の繊維Ｃを２０質量％以下含有する請求項１～３の何れかに記載の不織布シート。
- 前記非溶融繊維Ａが、耐炎化繊維またはメタアラミド系繊維である請求項１～４の何れかに記載の不織布シート。
- 前記炭化型耐熱繊維Ｂが、異方性溶融ポリエステル、難燃性ポリ（アルキレンテレフタレート）、難燃性ポリ（アクリロニトリルブタジエンスチレン）、難燃性ポリスルホン、ポリ（エーテル－エーテル－ケトン）、ポリ（エーテル－ケトン－ケトン）、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリアリーレンスルフィド、ポリフェニルスルホン、ポリエーテルイミド、ポリアミドイミド、アラミドおよびこれらの混合物の群から選択される樹脂からなる繊維である請求項１～５の何れかに記載の不織布シート。
Priority Applications (8)
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