(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
発熱体及び温度検出端を融点が２００℃以上の熱可塑性重合体からなる熱接着性繊維構造体で挟着し、さらに該熱接着性繊維層の両外側面を４５０℃以上の分解温度を有する短繊維長が４０〜１００ｍｍのポリベンザゾール繊維からなるウエブで重畳してなることを特徴とする電気カーペット。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は電気カーペットの改良に関する。さらに詳しくは防融性や防炎性等の熱特性が優れ、且つ構造が簡単な電気カーペットに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、生活様式の変化に伴い電気カーペットの普及はめざましいものがある。この電気カーぺットは安全性の面から発熱体構造と温度制御方法が、また加工性や風合いの面からは発熱体と温度検出端を被覆する繊維層の構成に改良が加えられてきた。後者については、例えば実開平３−６２１５号公報は底面にパッキング層をもつ上部繊維層と、下部フェルト層とを内部発熱体および温度検出部材を含み、かつ融点が９０〜１５０℃で、上部繊維層の繊維融点に比し５０℃以上低い融点差をもつホットメルト不織布を挟着してホットメルト不織布の融点以上で上部繊維層の繊維融点未満の温度で加熱溶融し複合一体化した電気カーペットを提案している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
電気カーペットは保温性や風合いに加えて火災に対する安全性が要求される。ところが前記した熱接着性繊維で発熱体と温度検出部材及び被覆繊維層を複合一体化した電気カーペットは熱接着性繊維の融点が９０〜１５０℃であり、また上部繊維層に熱溶融性の合成繊維を用いるため熱特性は低いものである。一般的に上部繊維層が編織物や不織布等で、防炎性や防炎性を有しないか又は防炎加工や防融加工が施されていない電気カーペット構成体にあっては、（１）該電気カーペット内に埋設された発熱体が異常昇温した場合や（２）外部の高温熱源、例えば、タバコやアイロンまたは各種暖房器具等と直接又は間接的に接触した場合に生じるであろう火災に対する安全性に欠ける。この対策の一つとして熱特性及び絶縁性に優れたパッキン層と通常有機合成繊維層を交互に重畳すれば係る問題点のある程度の解決は可能である。しかし、電気カーペットの構成が複雑化するため加工性が犠牲になり一般には採用し難いのが現状である。このため、防融性や防炎性等の熱特性に優れ、且つ構造が簡単で加工性の良好な電気カーペットの出現が望まれていた。
【０００４】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決することができた本発明の電気カーペットとは、発熱体及び温度検出端を融点が２００℃以上の熱可塑性重合体からなる熱接着性繊維構造体で挟着し、さらに該熱接着性繊維層の両外側面を４５０℃以上の分解温度を有する短繊維長が４０〜１００ｍｍのポリベンザゾール繊維からなるウエブで重畳してなることを特徴とする。
【０００５】
本発明の電気カーペツトの基本構造を図１に例示した。同図において電気カーペツト構成体は発熱体１と温度検出端２は熱可塑性重合体から成る熱接着性繊維３、３’で挟着され、該熱接着性繊維層の上下両面に非溶融性の熱特性に優れた繊維層４、４’が重畳されたものである。該電気カーペット構成体において発熱体１及び温度検出端２を繊維層内３、３’に位置固定するために熱接着性繊維を用いることは公知であり、従来は複合一体化工程における加工性の観点から低融点熱接着性繊維が使用されてきた。しかし、電気カーペット構成体全体の熱特性を改善するには高い融点の熱接着性繊維を用いることが好ましく、本発明の電気カーペット構成体に用いる熱接着性繊維は２００℃以上の融点を有することが必要である。融点が２００℃未満の熱接着性繊維を用いると比較的低い温度で熱接着が可能であり加工性に利点はあるが、発熱体の異常昇温又は外部より何等かのトラブルで電気カーペットが異常に高い温度に加熱された場合、熱接着性繊維の再溶融と粘度低下のため被覆斑を生じ、発熱体及び温度検出端の繊層内で位置固定が不安定となり、また熱伝達も不均一になる。一方、熱接着繊維の融点が高くなるほど何等かのトラブルで電気カーペットが高温に加熱された場合、その温度にもよるが熱接着性繊維の再溶融と粘度低下による障害の程度は小さくなる。なお、加熱溶融による複合一体化の加工性や接着性等を勘案して熱接着繊維の種類を選択することが肝要である。具体的に利用できる熱接着性繊維としてはポリエステル、変性ポリエステル、ナイロン６，ナイロン６６、変性ナイロン、ポリブチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド等の熱可塑性重合体から成る繊維が挙げられる。
【０００６】
また電気カーペットが発熱体の異常昇温又外部から何等かのトラブルで高温に加熱された場合、熱接着性繊維の再溶融と粘度低下による性能低下を抑制する上で前記熱可塑性重合体から成る熱接着性繊維に４５０℃以上の熱分解温度を持つ非溶融性の有機合成繊維を混合してもよく、混合する非溶融性の有機合成繊維の比率は両繊維の種類にも依るが５０％重量未満とするのが好ましい。なお、従来は発熱体に近接して繊維層、例えば通常のスパンボンド不織布が積層されているが、熱特性に優れた繊維を混合することにより該繊維層の積層が不要となり加工性が改善出来る。具体的に４５０℃以上の熱分解温度を持つ非溶融性の有機合成繊維としてパラ系アラミド重合体やポリベンザゾール重合体から成る繊維等が挙げられる
【０００７】
発熱体及び温度検出端を挟着する熱接着性繊維又は熱接着性繊維と非溶融性の有機合成繊維の混合物の形態に特に限定はなく加工費用と取扱い易さの点からウエブを積層した不織布が好ましく用いられる。
【０００８】
本発明の電気カーペット構成体に用いる熱接着繊維の単糸繊度はウエブを積層して不織布に加工できる範囲にあれば特に制限はないが繊維を溶融させて発熱体及び温度検出端を均一に被覆し、また後述する熱接着性繊維層の両外側面に重畳した上部繊維層及び下部繊維層に均一に浸透させて一体化を図るには単糸繊度は細い方が好ましい。通常は１〜１０デニールの範囲が使用される。ウエブを積層して不織布とするには短繊維長は４０〜１００ｍｍの範囲で適宜選択することができる。
【０００９】
次に熱接着性繊維層の両外側面にそれぞれ重畳される上部繊維層４と下部繊維層４’について述べる。該上部繊維層及び下部繊維層を構成する繊維材料の具備すべき要件は非溶融性と防炎性及び高い熱分解開始温度である。上部繊維層及び下部繊維層を構成する繊維材料が熱溶融性の場合、複合一体化するに際して前記熱接着性繊維との融点差の関係から種類の選択幅が狭くなる。また電気カーペットが外部より何等かのトラブルで高温に加熱された場合、その融点にもよるが上部繊維層と下部繊維層の一部及び／又は全部が溶融、又は燃焼するおそれがある。上部繊維層及び下部繊維層を構成する繊維材料の熱分解開始温度は前記の熱接着性繊維の融点や熱分解温度及び溶融粘度を勘案すると４５０℃以上の温度が必要である。熱分解温度が４５０℃未満の繊維材料では本発明の目的の達成が困難になる。なお、係る熱特性に優れた繊維材料を用いることにより従来使用されてきたパッキン層が省けて電気カーペット構成が簡略化できる。
【００１０】
防炎性や自己消火性があり高温下でも溶融・収縮することなく炭化する熱特性を具備した繊維材料としてポリベンザゾール繊維が挙げられる。ポリベンザゾール短繊維の製造方法は以下の通りである。即ち、ポリベンザゾール重合体とポリリン酸からなる重合体紡糸ドープを紡糸口金の細孔部で剪断変形を受けた状態での溶融粘度が数千から数万ポアズとなる温度に加熱して紡糸部に供給し、複数個の細孔を有する紡糸細孔が円周状もしくは格子状に配列された紡糸口金を通して横吹き気流帯域に紡出される。例えば、メタンスルホン酸中、温度３０℃で測定した極限粘度が３０ｄｌ／ｇ、ポリベンザゾール重合体の濃度が１４重量％の場合の紡糸温度は１４０℃から１８０℃である。気流帯域中において紡出糸は１０〜１２０℃に加熱された流速０．１〜１．２ｍ／秒の気流が直交して吹き当てて該ドープの凝固温度以下に冷却する。ここで紡出糸条の冷却に要する紡糸口金面からの距離は主として紡糸口金の単孔当たりのドープ紡出量と紡糸温度および吹き当てる気流の温度と流速等によって適宜選択すればよいが、通常、気流帯域長は１０ｃｍから１００ｃｍが採用できる。該気流帯域を通過した糸条は引き続いて速度規定ローラー、繊維集束ローラーを介して繊維束をトウ状となし、引き続いて捲縮付与装置に供給する。次いで切断装置に導入して所定の繊維長にカットして短繊維とした後、一定速度で移動する網状体のコンベア上に振りおとされる。短繊維はコンベアを移動させながら非溶剤性の液体からなる抽出媒体を噴射して繊維に残存するポリリン酸濃度が少なくとも０．５重量％（リン原子濃度に換算値）以下となるように洗浄する。洗浄された短繊維は同じくコンベアを移動させながら２００℃を越え内温度で水分率が２重量％以下となるまで加熱・乾燥処理を行う。短繊維を乾燥には熱風や遠赤外線および高周波加熱等を単独及び／又は複数手段を組み合わせが利用される。繊維に集束性と平滑性を付与するために乾燥処理前または乾燥処理後にインラインで該短繊維に油剤処理することが好ましい。油剤処理の手段は特に制限されず従来公知の方法、例えばミスト状で噴霧する方法などが採用できる。このようにして洗浄・乾燥・油剤処理したポリベンザゾール短繊維は５０〜２００ｍ／分の速度でケンス、缶等の収納容器に振り落とされる。
【００１１】
上部繊維層４と下部繊維層４’は前記の熱特性に優れた有機重合体の長繊維から成る編織物及び／又は不織布で構成されるが、加工費用と取扱性及び嵩高性の点から不織布の形態が好ましく用いられる。不織布は短繊維をウエブとしこれを針刺処理して不織布に加工する等の従来公知の何れの方法も採用できる。
【００１２】
本発明における耐熱繊維の単糸繊度は編織物又は／及び不織布に加工できる範囲にあれば特に制限はなく、通常は１〜１０デニールの範囲を使用する。また不織布とする場合、短繊維長は４０〜１００ｍｍの範囲で適宜選択すればよい。
【００１３】
本発明を構成する要件の一つは上部及び下部繊維層の繊維材料と熱接着性繊維材料の構成比率に特に限定はないが、通常は９５／５〜８０／２０（重量部）の範囲が好ましい。構成比率が９５／５を越えると熱接着繊維の溶融体にる発熱体の被覆が不均一となり、一方構成比率が８０／２０未満では発熱体の被覆に必要以上に熱接着性繊維成分が増えるため熱特性に優れたが低下し、安全性に劣るものとなる。
【００１４】
本発明の評価に用いた各尺度は下記の手順で求めた。
【００１５】
＜繊維の繊度＞デニコンを使用して試料長１０ｃｍ、本数２０で単糸繊度を測定を行い、算術平均値を求めた。
【００１６】
＜繊維の捲縮度及び捲縮数＞ＪＩＳ  Ｌ−１０１３に準拠して測定した。
【００１７】
＜熱劣化性＞４００℃で３０分間加熱した後、表面繊維層及び内部熱接着繊維層の劣化を目視で観察した。
【００１８】
＜防炎性＞ＪＩＳ−１０９１、Ａ−１：消防法に準じた方法で、残炎、残じん、炭化面積等を評価した。
【００１９】
＜難燃性＞ＪＩＳ−Ｋ−７０２１（１９７２）、Ａ法１−２及びＡＳＴＭＤ２８６３−２０法に準じた方法で評価した。
【００２０】
＜たばこ防融性＞消防法００００に規定された方法・条件で評価した。
【００２１】
【実施例】
以下に本発明を実施例を挙げて説明するが勿論本発明はこれらに限定されるものではない。
【００２２】
＜実施例１＞
固有粘度０．６５ｄｌ／ｇのポリエチレンテレフタレート重合体を溶融紡糸し、次に熱延伸した後、捲縮の付与、繊維の切断を行って、強度０．８ＧＰａ、単糸繊度が１．５デニール繊維長が４１ｍｍ、捲縮数８．５個／インチ、捲縮度／捲縮数：０．５５の短繊維を得た。該短繊維を目付け１３０ｇ／ｍ２  となる様にニードルパンチ機を用いて針密度２５０本／ｃｍ２  で刺針処理を施して不織布を得た。一方、固有粘度２８ｄｌ／ｇのポリパラフェニレンベンツビスオキサゾール重合体を乾湿式紡糸し、次いで捲縮加工、切断、洗浄を行って、強度５．５ＧＰａ、単糸長１．５デニール、繊維長４１ｍｍ、捲縮数７．２、捲縮度／捲縮数：０．５３の短繊維を得た。これを１３０ｇ／ｍ２  となる様に積層した後、該積層物をニードルパンチ機により針密度２５０本／ｃｍ２  の条件で刺針処理を施し、厚さ２．２ｍｍの不織布とした。前記熱接着繊維ウエブで直径が０．５ｃｍの線状発熱体を挟着し、さらに該挟着物の両外側面にポリパラフェニレンベンツビスオキサゾール繊維からなる不織布を重畳した。なお、ポリパラフェニレンベンツビスオキサゾール繊維からなる積層体重量とポリエステル繊維からなる積層体の重量比率は８８／１２となるように設定した。熱接着繊維係る構成体を２９０℃で加熱処理して複合一体成形した。かくして得られた電気カーペット構成体の防炎性、難燃性及び自己消火性等を評価したところ、６０秒後の炭化面積＝８ｃｍ２、酸素指数＝５０であり、たばこ防融性も良好であった。比較的長い時間（４００℃、３０分間）加熱した後の内部の熱接着性繊維の劣化は僅かであり、全体として熱特性は満足すべきものであった。
【００２３】
＜比較例１＞
実施例１においてポリエステル繊維に代えてポリエチレン繊維を用いた以外は実施例１と同様の方法・条件で電気カーペットの構成体を作成した。得られた電気カーペット構成体を高温加熱体と短時間接触させたが表面繊維層に顕著な変化は認められなかった。しかし、比較的長い時間（４００℃、３０分間）加熱した後は内部の熱接着性繊維が再溶融して発熱体の被覆状態に斑が見られた。
【００２４】
＜比較例２＞
比較例１においてポリパラフェニレンベンツビスオキサゾール繊維に代えてポリエステル繊維を用い、実開平３−６２１５号公報に記載された構成となるように各繊維材料を積層して電気カーペット構成体を作成した。得られた電気カーペット構成体を高温加熱体と短時間接触させたところ、表面繊維層が溶融して外観が著しく損なわれた。また内部の熱接着性繊維が再溶融して発熱体の被覆状態に斑が見られ、実用性に乏しいものとなった。
【００２５】
＜比較例３＞
実施例１においてポリパラフェニレンベンツビスオキサゾール繊維に代えてアラミド繊維（デュポン社商品名：ケブラー２９）を用いた以外は実施例１と同様の方法・条件で電気カーペット構成体を作成した。得られた電気カーペット構成体を比較的長い時間（４００℃、３０分間）加熱したが、内層部の熱接着性繊維の劣化は僅かであった。しかし、該電気カーペット構成体を高温加熱体と短時間接触させたとき表面繊維層が熱分解し、実用価値に欠けるものとなった。
【００２６】
【発明の効果】
安全性を改善すべく高融点の熱接着繊維で発熱体を挟着し、その両面を防炎性や防融性に優れた繊維層で被覆することにより従来なかった火災に対する安全性の高い電気カーペット基本構成体を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気カーペットの構成を説明するための概略図である。
【符号の説明】
１        電気抵抗発熱体
２        温度検出端
３、３’  熱接着性繊維層
４、４’  上部及び下部繊維層
【図１】
0003555662.tif 000002