(57)【要約】【課題】  鉄道車両用材料に対し要求される不燃性の規格を満たし、更に、照明用カバー材料として用い得る透光性も同時に有す照明用カバー材等に好適に用いることができる材料を提供する。【解決手段】  無機基材を支持体としフッ素樹脂からなることを特徴とする不燃性照明用カバー材料。【選択図】      なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
無機基材を支持体としフッ素樹脂からなる
ことを特徴とする不燃性照明用カバー材料。
【請求項２】
無機基材は、ガラスクロスである請求項１記載の不燃性照明用カバー材料。
【請求項３】
フッ素樹脂は、限界酸素指数９０以上である請求項１又は２記載の不燃性照明用カバー材料。
【請求項４】
フッ素樹脂は、ポリテトラフルオロエチレン樹脂である請求項１、２又は３記載の不燃性照明用カバー材料。
【請求項５】
フッ素樹脂からなるディスパージョンに無機基材を含浸したのち乾燥し、焼成することにより製造したものである請求項１、２、３又は４記載の不燃性照明用カバー材料。
【請求項６】
不燃性照明用カバー材料は、全光線透過率が４５％以上である請求項１、２、３、４又は５記載の不燃性照明用カバー材料。
【請求項７】
不燃性照明用カバー用材料は、ヘイズ値が６０％以上である請求項１、２、３、４又は５記載の不燃性照明用カバー材料。
【請求項８】
請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の不燃性照明用カバー材料を用いてなることを特徴とする鉄道車両用照明カバー。
【請求項９】
建造物用照明カバー、航空機用照明カバー、車両用照明カバー又は船舶用照明カバーである照明カバーであって、
前記照明カバーは、請求項１、２、３、４、５、６又は７記載の不燃性照明用カバー材料を用いてなる
ことを特徴とする照明カバー。
【請求項１０】
照明カバーを有する鉄道車両用照明装置であって、
前記照明カバーは、請求項８記載の鉄道車両用照明カバーである
ことを特徴とする鉄道車両用照明装置。
【請求項１１】
照明カバーを有する照明装置であって、
前記照明カバーは、請求項９記載の照明カバーである
ことを特徴とする照明装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、不燃性照明用カバー材料並びにそれを用いた照明カバー及び照明装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
鉄道車両の火災対策のために、国土交通省は、鉄道車両材料に対して車両部位ごとに不燃、極難燃、難燃に分けて燃焼性規格を規定し、鉄運第８１号「電車の火災事故対策について」にて通達を行っている（例えば、非特許文献１参照。）。近時、平成１３年１２月２５日国交省令第１５１号「鉄道に関する技術上の基準を定める省令」にて、鉄道車両火災防止強化のため、鉄道火災において延焼の要因である鉄道車両内部の天井部位について、従来の難燃から不燃へと規制強化が行われ、さらに、耐溶融滴下性についての判定の追加が平成１４年３月８日国鉄技第１５７号「鉄道に関する技術上の基準を定める省令等の解釈基準」（平成１４年３月８日付け国鉄技第１５７号）に反映され、平成１６年１２月２７日付けで公示された。
【０００３】
この燃焼性規格において、鉄道車両内部の天井部位は、照明も含む。照明カバーとしては、従来、難燃性を付与したアクリル樹脂又はポリカーボネート樹脂が用いられてきた。しかしながら、これらの樹脂による照明カバーは、従来の難燃の規格に合ったものではあっても、不燃の規格は満たさない問題がある。
【０００４】
不燃性が高いものとしては、例えばアルミニウム板等の無機基板が考えられるが、このような無機基板だけでは、透明性が要求される照明カバーに適さないという問題がある。
【０００５】
ガラス繊維織物とフッ素樹脂からなる光拡散用材料及びそれを用いた照明装置が開示されている（例えば、特許文献１参照。）。この光拡散用材料について、特許文献１には、不燃性及び防汚性に優れているとの記載はあるが、鉄道車両材料に対する不燃の規格は満たさない問題がある。また、ガラス繊維シートとフッ素樹脂シートからなる照明器具用耐熱性光拡散シートが開示されているが（例えば、特許文献２参照。）、不燃性の判断は自己燃焼性のみで判断されており、鉄道車両材料に対する不燃の規格は満たさない問題がある。
【０００６】
ガラス繊維織物とフッ素樹脂からなる車両用不燃材料は開示されているが（例えば、特許文献３参照。）、透光性については具体的な検討はなされていない。
また、ガラス繊維とフッ素樹脂からなる不燃性布帛が開示されている（例えば、特許文献４参照）。この不燃性布帛は、エチルアルコール燃焼炎試験において、着火及び着炎がなく、また発煙がないか又は僅少であるが、フッ素樹脂が未焼成であるので、白濁しており、透光性について具体的な検討はなされていないものの、低いものと考えられる。また、フッ素樹脂が未焼成であると容易に脱落するという問題もある。
【特許文献１】特開２００１−５５６４６号公報（請求項１、実施例）
【特許文献２】特開２００２−２２１６０９号公報
【特許文献３】特開平７−１０１３３５号公報
【特許文献４】特開平８−１４４１７３号公報
【非特許文献１】“鉄道車両火災”［ｏｎｌｉｎｅ］、インターネット＜ＵＲＬ：ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ１．ｏｄｎ．ｎｅ．ｊｐ／〜ａａａ８１３５０／ｋａｉｓｅｔｕ／ｋａｓａｉ／ｋａｓａｉ．ｈｔｍ＞
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
フッ素樹脂が高い難燃性を持つことは一般に知られている。しかし、フッ素樹脂は、線膨張係数が高いため、加熱時には体積膨張が起こる。この体積膨張は、鉄道車両用材料に対する燃焼性規格のうち、客室天井材の「不燃性」について「溶融滴下」と判断されてしまうので、フッ素樹脂単体では、厳化された新たな不燃性の規格を満たすことができない。
【０００８】
一方、無機基材は、それ自体は不燃性であるが、無機基材単体であると、火炎にさらされたとき、空隙部分を炎が貫通してしまう。それを防止するためには、密度を高めることが必要となるが、その場合、透光性が低下してしまい、鉄道車両用材料に対する燃焼性規格としての不燃性と透光性とを同時に得ることができなかった。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、フッ素樹脂単体の欠点である加熱による膨張を、無機基材を支持体として用いることにより防止し、また、これにより無機基材単体の欠点をも解消して、鉄道車両用材料に対し要求される不燃性の規格を満たし、更に、フッ素樹脂を焼成したものとすることにより、照明用カバーとして用い得る透光性も同時に有することを可能とした不燃性照明用カバー材料を提供するものである。
【００１０】
本発明は、無機基材を支持体としフッ素樹脂からなることを特徴とする不燃性照明用カバー材料である。
本発明は、上記不燃性照明用カバー材料を用いてなることを特徴とする鉄道車両用照明カバーである。
本発明は、建造物用照明カバー、航空機用照明カバー、車両用照明カバー又は船舶用照明カバーである照明カバーであって、上記照明カバーは、上記本発明の不燃性照明用カバー材料を用いてなることを特徴とする照明カバーである。
本発明は、照明カバーを有する照明装置であって、上記照明カバーは、上記鉄道車両用照明カバー又は上記照明カバーであることを特徴とする照明装置である。
以下に本発明を詳細に説明する。
【００１１】
本発明の不燃性照明用カバー材料は、上述の鉄運第８１号、国交省令第１５１号及び国鉄技第１５７号による鉄道車両内部の天井部位に要求される「不燃」の燃焼性規格を満たすものであり、該規格による耐溶融滴下性をも充足するものである。
本発明において、溶融滴下の判断基準は、滴下の有無だけではなく、燃焼試験後の表面状態も考慮に入れている。具体的には、滴下、垂れがなく、燃焼試験後も表面状態が平滑性を保っているものを耐溶融滴下性があると判断している。
【００１２】
本発明の不燃性照明用カバー材料は、また、照明用カバー材料としての使用に好適な光特性をも有するものである。
【００１３】
本発明の不燃性照明用カバー材料は、通常、透光性を有するものであり、全光線透過率が４５％以上であるものとすることができる。特に後述のガラスクロスとして、全光線透過率が４５％以上であるものを用いた場合、容易に上記範囲内の全光線透過率を達成することができる。
上記不燃性照明用カバー材料の全光線透過率は、５０％以上であることが好ましく、５５％以上であることがより好ましい。
【００１４】
通常、照明用カバーとしては、充分な透光性を有しつつ、光拡散性の高いもの、すなわちヘイズ値の高いものが好まれる。本発明の不燃性照明用カバー材料は、その用途に応じ、ヘイズ値が６０％以上であってもよいし、７０％以上であってもよいし、８０％以上であってもよい。
本明細書において、全光線透過率及びヘイズ値は、ヘイズガードＩＩ（東洋精機製作所社製）を用い、ＡＳＴＭ  Ｄ１００３に準じて測定して得られる値である。
【００１５】
本発明の不燃性照明用カバー材料は、無機基材を支持体としフッ素樹脂からなるものである。
本発明の不燃性照明用カバー材料は、フッ素樹脂からなるものであるので、上記「不燃」の燃焼性規格及び耐溶融滴下性を充足するのみならず、透光性に加え、防汚性及び耐侯性にも優れている。
【００１６】
上記不燃性照明用カバー材料におけるフッ素樹脂としては、例えば、クロロトリフルオロエチレン〔ＣＴＦＥ〕共重合体樹脂；トリフルオロエチレン共重合体樹脂；ポリテトラフルオロエチレン〔ＰＴＦＥ〕樹脂；ヘキサフルオロプロピレン〔ＨＦＰ〕共重合体樹脂；ビニリデンフルオライド〔ＶｄＦ〕共重合体樹脂；テトラフルオロエチレン〔ＴＦＥ〕／パーフルオロ（アルキルビニルエーテル）〔ＰＡＶＥ〕共重合体樹脂〔ＰＦＡ〕；テトラフルオロエチレン〔ＴＦＥ〕／ＨＦＰ共重合体〔ＦＥＰ〕樹脂等の共重合体樹脂；等が挙げられる。
本明細書において、「ポリテトラフルオロエチレン樹脂」なる用語は、その一部に便宜上「ポリテトラフルオロエチレン」なる用語を用いるが、ポリテトラフルオロエチレン樹脂を構成するフルオロポリマーは、テトラフルオロエチレン〔ＴＦＥ〕単独重合体に限定されるものではなく、ＴＦＥと共単量体とを重合して得られる変性ポリテトラフルオロエチレン〔変性ＰＴＦＥ〕であってもよい。
本発明の不燃性照明用カバー材料は、上記フッ素樹脂を１種のみ有するものであってもよいし、上記フッ素樹脂を２種以上有するものであってもよい。
【００１７】
本発明におけるフッ素樹脂は、透光性に優れた材料を得る点で、焼成したフッ素樹脂であることが好ましい。
フッ素樹脂の焼成については、後述する。
【００１８】
上記フッ素樹脂としては、燃えにくさの観点より限界酸素指数が高いものが好まれる。限界酸素指数は９０以上であるものが好ましく、９５以上であるものがより好ましい。限界酸素指数の低いものを用いると、燃えにくさ以外に燃焼試験の接炎時の発煙が多くなるという問題もある。
上記限界酸素指数とは、雰囲気中に何％の酸素があれば、該雰囲気中において材料（被験物）が消えることなく燃え続けるかを表した数字であり、数字が大きい程、その材料が燃えにくいことを意味する。本明細書において、限界酸素指数は、ＡＳＴＭ  Ｄ−２８６３に従い測定したものである。
上記範囲内の限界酸素指数を有するフッ素樹脂としては、例えば、ＰＴＦＥ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＦＥＰ樹脂等が挙げられる。なかでも、耐溶融滴下性より、溶融粘度が非常に高く融点以上でも溶融流動性を示さないＰＴＦＥ樹脂が好ましい。
【００１９】
本発明の不燃性照明用カバー材料は、無機基材を支持体としたものである。
上記無機基材は透光性及びフッ素樹脂の担持という点で多孔体であることが好ましい。ここでいう多孔体とは無機基材自体に空隙を有するもので、織布、不織布、フェルト等が挙げられる。
上記無機基材としては、ガラス、ロックウール、ステンレススチール、鉄等が挙げられるが、透光性の点よりガラスクロスであることが好ましい。
上記ガラスクロスは、強度の点から、織布であることが好ましい。
【００２０】
上記ガラスクロスとしては、得られる不燃性照明用カバー材料の透光性を高める点で、全光線透過率が高いものを用いることが好まれ、４５％以上であるものが好ましく、５０％以上であるものがより好ましく、５５％以上であることが更に好ましい。
【００２１】
上記ガラスクロスに用いられるガラス繊維には、繊維としての強度を得るために、通常、集束剤が用いられているが、集束剤は、燃焼時の煙の原因となる可能性があり、また、加熱処理時に炭化して着色を起こすことがある。これらの問題が生じないよう、本発明においてガラスクロスを使用する場合、ヒートクリーニング処理により集束材を除去しておくことが好ましい。
また、ガラスクロスは、濡れ性を良くするためにシランカップリング等を用いて表面処理することがあるが、集束剤と同様、発煙、着色等の原因となることがあるので、本発明においては、表面処理を行っていないガラスクロスを用いるのが好ましい。
【００２２】
本発明の不燃性照明用カバー材料の厚みは、不燃性及び透光性が確保されていれば特に限定されない。また、本発明の不燃性照明用カバー材料は、同じ厚みであっても、ガラス繊維の種類、織り方、フッ素樹脂の種類、それらの組み合わせ等に応じて、各種物性値が異なることがある。しかしながら、上記厚みは、厚くなると透光性を確保するのが難しい点、また、重量増、照明カバーにする場合の形状自由度の問題等の点で、通常１ｍｍ以下、好ましくは５００μｍ以下、より好ましくは３００μｍ以下である。
上記厚みの下限は、単体で用いる場合の強度や加工時の容易性等を考慮すると、好ましくは２０μｍ、より好ましくは５０μｍである。
本発明の不燃性照明用カバー材料は、ＰＦＡ樹脂、ＦＥＰ樹脂等の溶融流動性を示すフッ素樹脂を使用する場合、溶融滴下が生じないよう、溶融状態でも無機基材に担持される範囲の厚み、例えば、室温におけるガラスクロス表面からの片面の厚みを１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは２５μｍ以下とすることが望ましい。
【００２３】
本発明の不燃性照明用カバー材料は、フッ素樹脂を無機基材に含浸して作成することもできるし、フッ素樹脂からなるシートを無機基材に積層することにより作成することもできるし、上記各作成法を組み合わせて作成することもできる。
本発明の不燃性照明用カバー材料は、成形加工の容易性、コスト等の点で、フッ素樹脂からなるディスパーションを無機基材に含浸したのち乾燥し、焼成することにより作成することが好ましい。
本発明において、フッ素樹脂としてＰＴＦＥ樹脂を用いる場合、ＰＴＦＥ樹脂シートと無機基材との積層は、該樹脂の溶融粘度の点から溶着しにくく困難となる場合がある。なお、含浸と積層とを組み合わせた方法も可能であるが、成形加工の容易性、コストの面で、含浸だけのものに対して優位性を確保しづらい。
【００２４】
上記含浸は、公知の方法にて行うことができる。
上記含浸は、不燃性及び透光性の点で、得られる不燃性照明用カバー材料に占めるフッ素樹脂の質量の比率（以下、本比率を「フッ素樹脂含有率」ともいう。）が、好ましくは１０％以上、８０％以下、より好ましくは３０％以上、７０％以下、更に好ましくは４０％以上、６５％以下となるように行う。
【００２５】
本発明の不燃性照明用カバー材料は、上述したように、含浸して作成する場合、含浸したのち乾燥し、焼成することにより作成することができる。
上記焼成は、使用するフッ素樹脂が融点以上になるように温度と時間を調整して行う。また、フッ素樹脂の焼成温度の上限は、多量の分解を起こさない温度以下とすることが好ましい。焼成方法としては、炉の温度を、フッ素樹脂の融点より約２０〜５０℃高くし、内部も充分に融点温度以上になるように滞留時間を設定することが好ましい。
【００２６】
本発明の不燃性照明用カバー材料は、フッ素樹脂からなるシートを予め作製することにより製造する場合、該シートをガラスクロス上に積層したのち、通常、フッ素樹脂の融点以上、該フッ素樹脂の急激な熱分解の始まる温度未満である温度において熱融着させることにより行うことができる。
【００２７】
建造物用照明カバー、航空機用照明カバー、車両用照明カバー又は船舶用照明カバーである照明カバーであって、該照明カバーが上述の本発明の不燃性照明用カバー材料を用いてなることを特徴とする照明カバーもまた、本発明の一つである。
上述の本発明の不燃性照明用カバー材料を用いてなることを特徴とする鉄道車両用照明カバーもまた、本発明の一つである。
【００２８】
本発明の鉄道車両用照明カバーを含む上記照明カバーは、上述の本発明の不燃性照明用カバー材料を用いてなるものであるので、不燃性であることに加え、透光性、防汚性及び耐候性が高く、軽量である。
本発明の照明カバーのうち、上記建造物用照明カバーを用いることができる建造物としては特に限定されず、例えば、住宅、ビル、店舗、ホテル、体育館等が挙げられ、上記車両用照明カバーを用いることができる車両としては特に限定されず、例えば、自動車、バス、モノレール等が挙げられる。
本発明の鉄道車両用照明カバーを含む照明カバーは、上述の本発明の不燃性照明用カバー材料と同様の範囲の厚みを有するものであれば、その形状は特に限定されない。
【００２９】
照明カバーを有する照明装置であって、該照明カバーは、上記本発明の照明カバーであることを特徴とする照明装置もまた、本発明の一つである。
照明カバーを有する鉄道車両用照明装置であって、該照明カバーは、上記本発明の鉄道車両用照明カバーであることを特徴とする鉄道車両用照明装置もまた、本発明の一つである。
本発明の鉄道車両用照明装置を含む照明装置は、上記照明カバーを有するものであれば特に限定されず、例えば、照明を全体的に覆うようにカバーするものであってもよいし、部分的に覆うようにカバーするものであってもよいし、間接照明のように意匠が加味されたものであってもよい。
【発明の効果】
【００３０】
本発明の不燃性照明用カバー材料は、上記構成よりなるので、不燃性であり、また、透光性、防汚性及び耐候性が高く、軽量な鉄道車両用照明カバー、並びに、建造物用、航空機用、車両用及び船舶用の各種照明カバーの材料として有用である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に実施例及び比較例を挙げて本発明を更に詳しく説明するが、本発明はこれらの実施例及び比較例のみに限定されるものではない。
【００３２】
実施例１
表１に示す物性を有するガラスクロス（ＷＣＡ−１１６Ｅ１０７Ｂ、日東紡績社製）をＰＴＦＥ水性分散液（ポリフロンＰＴＦＥディスパージョンＤ−２Ｅ、ダイキン工業社製）に含浸し、余分な液をドクターバーにより取り除いた後に１００℃に設定した赤外線乾燥で５分間乾燥を行い、その後３８０℃に設定した電気炉にて５分間焼成し、電気炉より取り出し、冷却を行い、ガラスクロスとフッ素樹脂とからなるシートを得た。
【００３３】
実施例２
実施例１と同様の方法にて、含浸、乾燥及び焼成を３回繰り返し、ガラスクロスとフッ素樹脂とからなるシートを得た。
【００３４】
比較例１
ＰＴＦＥ樹脂パウダー（ニューポリフロンＰＴＦＥ  Ｍ−１１１、ダイキン工業社製）４ｋｇを直径１０６ｍｍの金型に投入し、成形圧力２０Ｍｐａで圧縮成形を行い、予備成形体を得た。得られた予備成形体を常温から５０℃／時間で３６５℃まで昇温し、３６５℃にて１０時間保持した後、５０℃／時間で常温まで降温し、ＰＴＦＥ焼成成形体を得た。
この焼成成形体をスカイブして、ＰＴＦＥシートを得た。
【００３５】
比較例２
電気炉での焼成を行わなかった以外は実施例１と同様にしてガラスクロスとフッ素樹脂からなるシートを得た。このシートのフッ素樹脂は未焼成であった。
【００３６】
（評価）
各実施例及び比較例から得られたシートについて、下記手順にて各種測定を行った。
１．厚み
シックネスゲージ（ミツトヨ社製）にて測定した。
２．フッ素樹脂含有量
得られたシートの質量（ａ）と含浸前のガラスクロスの質量（ｂ）との差を樹脂量として、下記の式により算出した。
【００３７】
【数１】
2006252892.tif 000002
【００３８】
３．全光線透過率及びヘイズ値
ヘイズガードＩＩ（東洋精機製作所社製）を用い、ＡＳＴＭ  Ｄ１００３に準じて測定して得た。
上記１〜３の測定結果を、表１に示した。
【００３９】
【表１】
2006252892.tif 000003
【００４０】
各実施例のシートは、いずれも全光線透過率、ヘイズ値が高く、軽量であった。一方、フッ素樹脂が未焼成である比較例２のシートは、白色で全光線透過率も充分ではなく、透光性の測定時にフッ素樹脂が容易に脱落する状態であり、汚れのふき取り等が行えず、実際の使用に耐え得るものではなかった。
【００４１】
４．鉄道車両材料用燃焼性試験
本試験は、昭和４４年５月１５日鉄運第８１号「電車の火災事故について」に規定されたものである。
（１）図１に示したＢ５判の供試材（１８２ｍｍ×２５７ｍｍ）を４５°傾斜に保持し、燃料容器の底の中心が、供試材の下面中心の垂直下方２５．４ｍｍ（１インチ）の位置になるよう、熱伝導率の低い材料（コルク等）の台にのせ、純エチルアルコール０．５ｍｌを入れて着火し、燃料が燃えつきるまで放置した。
試験室内は、温度１５〜３０℃、湿度６０〜７５％に維持し、空気の流動はない状態としておいた。
なお、供試体は、吸湿性材料である場合、上記所定寸法に仕上げたものを、通気性のある室内で、直射日光を避け床面から１ｍ以上離し、５日以上経過させて、試験前処理しておいた。
【００４２】
（２）燃焼性判定は、純エチルアルコールの燃焼中と燃焼後とに分けて、燃焼中は供試材への着火、着炎、発煙状態、炎の状態等を目視にて観察し、燃焼後は、残炎、残じん、炭化、変形状態を目視にて観察する。
燃焼性判定基準を、表２に示す。
【００４３】
【表２】
2006252892.tif 000004
【００４４】
本試験から、各実施例のシートは、不燃性であることが分かった。一方、比較例１のＰＴＦＥシートは、温度上昇による膨張が溶融滴下と判断され、また、膨張によりシートの一部がアルコール容器に接触し、その部分に穴あきが生じ、不燃性は得られなかった。
【産業上の利用可能性】
【００４５】
本発明の不燃性照明用カバー材料は、上記構成よりなるので、不燃性であり、また、透光性、防汚性及び耐光性が高い上に、軽量な鉄道車両用照明カバー、並びに、建造物用、航空機用、車両用及び船舶用の各種照明カバーの材料として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】鉄道車両材料用燃焼性試験に使用した器具である。
【符号の説明】
【００４７】
１  供試体（サイズ：Ｂ５）
２  アルコール容器（鉄製、１７．５φ×７．１、０．８ｔ）
３  容器受台
【図１】
2006252892.tif 000005