(57)【要約】【課題】難燃性及びクッション性が高く、加工も容易で製造コストも安価な難燃性不織布を提供する。【解決手段】本発明の難燃性不織布(1)は、難燃性繊維とバインダー繊維を含む合成繊維製難燃性不織布であって、前記不織布の少なくとも一主面の表層は圧縮溶融固着された高密度層(3a,3b)である。表面の高密度層(3a,3b)は不織布を構成する表面部分の繊維が圧縮され溶融固着されているため、クッション性を高くでき、燃焼時には空気の供給を遮断し難燃性を高く維持できる。高密度層(3a,3b)は剥離することもなく一体性が良好である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
難燃性繊維とバインダー繊維を含む合成繊維製難燃性不織布であって、
前記不織布の少なくとも一主面の表層は圧縮溶融固着された高密度層であることを特徴とする難燃性不織布。
【請求項２】
前記不織布の難燃性が、日本防災協会の寝具類における防炎製品性能試験基準、区分：ふとん類、試験法：４５°メセナミン法において、炭化長１０ｃｍ以下である請求項１に記載の難燃性不織布。
【請求項３】
前記不織布の内層部の繊維密度は４０ｋｇ／ｍ3未満であり、前記表層の高密度層の繊維密度は４０ｋｇ／ｍ3以上である請求項１又は２に記載の難燃性不織布。
【請求項４】
前記難燃性繊維は難燃性ポリエステル繊維及び難燃性アクリル系繊維から選ばれる少なくとも一つである請求項１〜３のいずれかに記載の難燃性不織布。
【請求項５】
前記バインダー繊維は、ポリエステルエラストマー繊維である請求項１〜４のいずれかに記載の難燃性不織布。
【請求項６】
前記不織布は、厚さ方向に構成繊維が配向している請求項１〜５のいずれかに記載の難燃性不織布。
【請求項７】
前記不織布の一主面の表層は圧縮溶融された高密度層であり、他の主面の表層にはスパンボンド不織布が積層されている請求項１〜６のいずれかに記載の難燃性不織布。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、表面を緻密化した難燃性不織布に関する。
【背景技術】
【０００２】
難燃性不織布は様々な分野に使用されており、マットや敷物類にも広く使用されている。例えば特許文献１にはリン含有高分子難燃剤で処理された不織布が提案されている。特許文献２にはアクリル系繊維を空気中で焼成した耐炎性繊維を含む不織布マットが提案されている。特許文献３にはポリイミド繊維を含む不織布、難燃マットが提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２７７７９４号公報
【特許文献２】特開２００８−００５９０１号公報
【特許文献３】ＷＯ２００９−０５４３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、前記従来の技術は、難燃性及びクッション性が乏しく、加工が難しかったり、製造コストが高いという問題があり、これらの改善が求められていた。
【０００５】
本発明は、前記従来の問題を解決するため、難燃性及びクッション性が高く、加工も容易で製造コストも安価な難燃性不織布を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の難燃性不織布は、難燃性繊維とバインダー繊維を含む合成繊維製難燃性不織布であって、前記不織布の少なくとも一主面の表層は圧縮溶融固着された高密度層であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明は、不織布の少なくとも一主面の表層は圧縮溶融固着された高密度層であることにより、難燃性及びクッション性が高く、加工も容易で製造コストも安価な難燃性不織布を提供できる。すなわち、表面の高密度層は不織布を構成する表面部分の繊維が圧縮され溶融固着されているため、燃焼時には空気の供給を遮断し難燃性を高く維持できる。同様に表面の高密度層は薄皮が形成されている状態であり、上からの押圧力は周辺に分散することからクッション性も高い。また、表面の高密度層は剥離することもなく一体性が良好である。加えて、表面の高密度層は不織布を構成する表面部分の繊維が圧縮され溶融固着により形成できるため、加工も容易で製造コストも安価な難燃性不織布とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１Ａは本発明の一実施態様の難燃性不織布の断面図、図１Ｂは同、別の実施態様の難燃性不織布の模式的断面図である。
【図２】図２は本発明の一実施態様の厚さ方向に構成繊維が配向している難燃性不織布の製造工程を示す模式的断面図である。
【図３】図３は本発明の一実施形態で使用する圧縮溶融固着前の難燃性不織布の模式的断面図である。
【図４】図４Ａ−Ｃは本発明の一実施態様の圧縮溶融固着した難燃性不織布の製造工程を示す模式的断面図である。
【図５】図５は本発明の一実施形態の難燃性試験装置を示す模式的断面図である。
【図６】図６は本発明の一実施例の滑り止め試験を示す模式的断面図である。
【図７】図７Ａは本発明の一実施例の難燃性試験後の不織布の表面写真、図７Ｂは同比較例の不織布の表面写真である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明者らは、難燃性繊維を含む合成繊維製難燃性不織布の表層を圧縮溶融固着して高密度層とすると難燃性が向上することを見出した。表面が緻密化すると、燃焼時に周囲から空気が供給されにくくなるからではないかと推測される。同様に、表面の高密度層は薄皮が形成されている状態であり、上からの押圧力は周辺に分散することから、クッション性も向上する。本発明においては、表裏面とも高密度層にすることもできるし、難燃性が必要とされる一面を高密度層にすることもできる。
【００１０】
本発明の不織布の難燃性は、日本防災協会の寝具類における防炎製品性能試験基準、区分：ふとん類、試験法：４５°メセナミン法において、炭化長１０ｃｍ以下であることが好ましい。これは本発明の不織布は主としてふとん、座ぶとん、マットレス、ベッドパッド、枕、敷物、防災時などに使用する床マット等に適しているからである。もちろん前記以外の用途にも使用できる。
【００１１】
不織布の内層部の繊維密度は４０ｋｇ／ｍ3未満が好ましく、さらに好ましくは３０ｋｇ／ｍ3以下である。３０ｋｇ／ｍ3は一般的な比重の単位で示すと０．０３０  ｇ／ｃｍ3となり、かなり軽量であることを示す。そして、前記表層の高密度層の繊維密度は４０ｋｇ／ｍ3以上が好ましく、さらに好ましくは５０ｋｇ／ｍ3以上である。
【００１２】
不織布の全体厚みは１５ｍｍ以上が好ましく、さらに好ましい厚みは１５〜３０ｍｍである。表層の高密度層の厚みは４ｍｍ以下が好ましく、さらに好ましい厚みは２〜４ｍｍである。
【００１３】
難燃性繊維は難燃性ポリエステル繊維及び難燃性アクリル系繊維から選ばれる少なくとも一つであることが好ましい。これらの繊維は難燃性が高く、安価であり、加工もしやすいからである。難燃性ポリエステル繊維及び難燃性アクリル系繊維の混紡合割合は重量比で１００ :０〜０ :１００であり、任意の割合を選択できる。好ましくは８０ :２０〜２０ :８０の範囲である。
【００１４】
バインダー繊維は、ポリエステルエラストマー繊維を使用することが好ましい。ポリエステルエラストマー繊維は伸縮性及び接着繊維（ホットメルト繊維）として寄与する。とくに圧縮時に溶融固着して高密度層を形成する。加えて表面の滑り止め機能も発揮する。バインダー繊維の好ましい融点は１２０〜２５０℃であり、さらに好ましくは１５０〜２３０℃である。難燃性繊維とバインダー繊維の好ましい重量割合は、両者の合計を１００重量％としたとき、バインダー繊維の重量比は２０〜４０重量％である。
【００１５】
不織布は、難燃性ポリエステル繊維と難燃性アクリル系繊維とエラストマー繊維と非難燃性ポリエステル繊維の混紡品であるのが好ましい。さらに好ましくは、難燃性ポリエステル繊維と難燃性アクリル系繊維とエラストマー繊維である。この混紡品であれば、密度及び重量が軽く、表面の圧縮溶融固着加工も効率よくできる。
【００１６】
本発明の不織布は、クロスレイ不織布のように繊維が水平方向に配列していても良いが、好ましくは厚さ方向に構成繊維が配向しているのが好ましい。このような不織布は後の図２で説明する。
【００１７】
高密度層は不織布の表裏面に形成されていても良い。このようにすると、表裏面を上にするか下にするかどちらでも任意に使用できる。別の実施形態として、不織布の一主面の表層は圧縮溶融された高密度層であり、他の主面の表層には、多孔質で通気性を有する膜材料、フイルム、織物、不織布などのシート状の材料が好ましい。低コストの観点から、スパンボンド不織布がより好ましい。このようにすると防災などで使用する床マットの場合、高密度層を床面に向け、シート状の材料のほうを人体側に向けて配置できる。
【００１８】
以下、図面を用いて説明する。以下の図面において、同一符号は同一物を示す。図１Ａは本発明の一実施態様の難燃性不織布１の断面図、図１Ｂは同、別の実施態様の難燃性不織布の模式的断面図である。図１Ａは難燃性不織布１の内層２の表裏面に圧縮溶融固着された高密度層３ａ，３ｂを形成した例である。内層２の繊維は厚さ方向に配列した例を示している。高密度層３ａ，３ｂは内層２の繊維が連続的に圧縮溶融固着されている。図１Ｂの例は難燃性不織布５の内層２の一主面に高密度層３を設け、他の主面にはスパンボンド不織布層４を積層した例である。スパンボンド不織布層４は接着により積層できる。
【００１９】
図２は本発明の一実施態様の難燃性不織布の内層（基層）を製造する工程を示す模式的説明図である。まず難燃性繊維とバインダー繊維を含むカードウェブ６をベルトコンベア７によりガイドプレート８，９間に供給する。ガイドプレート８は傾斜面で構成され、カードウェブ６を下方に滑り落とす。ガイドプレート９は上下動しており、カードウェブ６を垂直方向に折り畳む。折り畳まれたカードウェブ６は水平プレート１１，１２間で熱セットされ不織布１３として成形され、右方向に押し出される。１０は不織布製造装置である。
【００２０】
図３は図２の製造工程で得られた圧縮溶融固着前の難燃性不織布の模式的断面図である。この不織布は、厚さ方向に構成繊維が配向しており、厚さ方向の圧縮弾性率が高くへたりにくい性質を有する。
【００２１】
図４Ａは不織布１３の一主表面を圧縮溶融固着し、高密度層１５を形成する工程断面図である。カレンダーロール１６，１７間に不織布１３を通過させ、加熱ロール１６側の不織布面を圧縮溶融固着させる。これにより、高密度層１５が形成される。１４は内層である。加熱ロール１６の加熱温度は１８０〜２３０℃が好ましい。不織布１３がカレンダーロール１６，１７間を通過する速度は５〜３０ｍ／分が好ましい。
【００２２】
図４Ｂはガイドプレート１９と加熱プレート１８により、不織布１３の一主表面を圧縮溶融固着し、高密度層１５を形成する工程断面図である。加熱プレート１８の加熱温度は１５０〜２００℃が好ましい。不織布１３が加熱プレート１８を通過する速度は１〜１０ｍ／分が好ましい。
【００２３】
図４Ｃは加熱ベルトコンベア２０と，ベルトコンベア２１により、不織布１３の一主表面を圧縮溶融固着し、高密度層１５を形成する工程断面図である。加熱ベルトコンベア２０の加熱温度は１５０〜２００℃が好ましい。不織布１３が加熱ベルトコンベア２０と，ベルトコンベア２１間を通過する速度は１〜１０ｍ／分が好ましい。
【実施例】
【００２４】
以下、実施例を用いてさらに具体的に説明する。なお、本発明は下記の実施例に限定されるものではない。
【００２５】
＜難燃性試験測定方法＞
難燃性は日本防災協会の寝具類における防炎製品性能試験基準、区分：ふとん類、試験法：４５°メセナミン法で測定する。図５は本発明の一実施形態の難燃性試験装置３０の模式的断面図であり、同測定方法を示している。水平面から４５°の角度にステンレス製プレート３１を配置し、ストッパー３２の上に不織布サンプル３３を置き、不織布サンプル３３の上にメセナミン３４を０．１５ｇ置き、これに火をつける。試験サンプル数５とし、難燃性は次の判断基準により判定する。判定は、炭化長：最大１０．０ｃｍ以下、平均８.０ｃｍ以下であれば合格、前記を超えると不合格とした。
【００２６】
＜繰り返し圧縮残留ひずみ＞
JIS K 6400-4 B法(定変位法)に従い、試験片全体を厚さの50%まで連続80000回繰返し圧縮することによって発生する厚さの低下率を求めた。計算式は次のとおりである。
Cfd＝（d1−d2）／d1×100
Cfd；厚さ低下率（％）
d1；初めの試験片厚さ（ｍｍ）
d2；試験後の試験片厚さ（ｍｍ）
【００２７】
＜滑り止め性＞
図６に示す滑り止め測定装置４０を使用して測定した。この装置は、水平の状態のアクリル樹脂板４１の上に５０ｇの錘４３を乗せた２００ｍｍ×２５０ｍｍの試験試料４２を置き、アクリル実施板４１を徐々に傾けて、滑り出し角度Θを測定した。
【００２８】
（実施例１〜４、比較例１）
難燃性繊維として、東洋紡社製難燃ポリエステルFR,PET6.6dtex,51mmとカネカ社製、商品名“カネカロン”(LOI:33) 2.2dtex,51mmと、バインダー繊維として、帝人社製、商品名“エルク”（ポリエステルエラストマー）4dtex,64mmを表１に示す通りの繊維混率とし、カードウェブを製造し、実施例１〜４は図２に示す方法で不織布（Ａ）を製造した。断面図は図３に示すとおりである。図３に示す不織布１３の厚さは２５ｍｍであった。
【００２９】
比較例１は、通常のクロスレアーでウエブを重ね合わせた後、厚みを２０ｍｍに規定しながら、温度が２００℃に設定された熱風サクション式熱処理機内に押し込み不織布（Ｂ）を製造した。
【００３０】
実施例１〜２は不織布（Ａ）を、比較例１は不織布（Ｂ）を用いて、図４Ａに示す方法で一主面を圧縮溶融固着させた。熱ロール１６の温度は２００℃、通過する速度は１０ｍ／分であった。カレンダーロール１６，１７間の距離は実施例１では１８ｍｍ、実施例２では１９ｍｍとした。
【００３１】
実施例３は、不織布（Ａ）を用いて、図４Ｂに示す方法で一主面を圧縮溶融固着させた。加熱プレート１８の温度は１８０℃、通過する速度は３ｍ／分であった。ガイドプレート１９と加熱プレート１８の間の距離は１９ｍｍとした。
【００３２】
実施例４は、不織布（Ａ）を用いて、図４Ｃに示す方法で一主面を圧縮溶融固着させた。加熱ベルトコンベア２０ａの温度は１８０℃、通過する速度は３ｍ／分であった。加熱ベルトコンベア２０ａとベルトコンベア２０ｂの間の距離は１９ｍｍとした。
【００３３】
得られた不織布の難燃性試験をした。図７Ａは実施例１の難燃性試験後の不織布の表面写真、図７Ｂは比較例１の不織布の表面写真である。図中黒くなっている部分が炭化した部分である。以上の条件と結果を表１にまとめて示す。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
以上の結果から次のことが分かった。
（１）実施例１〜２の難燃性不織布は、表層が圧縮溶融固着して高密度層となっており、燃焼時に周囲から空気が供給されにくくなると推測されるが、難燃性が向上した。
（２）実施例１〜２の難燃性不織布は、表層が圧縮溶融固着して高密度層となっていることから、滑り止め性も発現していた。
（３）同様に表面の高密度層は薄皮が形成されている状態であり、上からの押圧力は周辺に応力が分散することから、クッション性も高い。この性質は防災時などに使用する床マット、敷物、座ぶとん、マットレス、ベッドパッド、枕等に適している。
（４）実施例１〜２の難燃性不織布は、全体密度２６．３ｋｇ／ｍ3、一般的な比重の単位で示すと０．０２６３ｇ／ｃｍ3であり、空隙率は９７．３７％であり、かなり軽量である。これは運搬や日常の出し入れに負担がかからない利点を有している。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明の不織布は、床マット、敷物、座ぶとん、マットレス、ベッドパッド、枕等以外にも、緩衝材、断熱材、車両内装材、航空機内装材などにも適用可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１，５  難燃性不織布
２，１４  内層
３，３ａ，３ｂ，１５  高密度層
４  スパンボンド不織布層
６  カードウェブ
７  ベルトコンベア
８，９  ガイドプレート
１０  不織布製造装置
１１，１２  水平プレート
１３  不織布
１６，１７  カレンダーロール
１８  加熱プレート
１９  ガイドプレート
２０  加熱ベルトコンベア
２１  ベルトコンベア
３０  難燃性試験装置
３１  ステンレス製プレート
３２  ストッパー
３３  不織布サンプル
３４  メセナミン
４０  滑り止め測定装置
４１  アクリル樹脂板
４２  試験試料
４３  錘
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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