ノンハロゲン系車両用クッション床シート
【課題】 本発明の課題は、難燃性能は当然のこと、車両床の微振動を人体に感じさせなくて、燃焼時に有毒ガスを発生することなく、しかも軽量化も実現したノンハロゲン系車両用クッション床シートを提供することにある。
【解決手段】鉄道車両の構造によって発現する振動の影響をできるだけ人体に伝えない床シートとし、軽量化と難燃性の問題も解決するために、樹脂層に変性樹脂と難燃剤として水酸化マグネシウムを使用することにより、樹脂強度を飛躍的に向上し、また裏打層においても不織布から織布にすることにより裏打層の強度を増し薄くても強度が得られることから軽量化が実現でき、かつクッション部にポリエステル繊維で構成される不織布成形体を人体の接する部分のみに施工することにより、従来よりも軽量で施工性に優れ、燃焼時に有毒ガスの発生が少なく、さらに耐久性の増したノンハロゲン系車両用クッション床シートを得た。
【解決手段】鉄道車両の構造によって発現する振動の影響をできるだけ人体に伝えない床シートとし、軽量化と難燃性の問題も解決するために、樹脂層に変性樹脂と難燃剤として水酸化マグネシウムを使用することにより、樹脂強度を飛躍的に向上し、また裏打層においても不織布から織布にすることにより裏打層の強度を増し薄くても強度が得られることから軽量化が実現でき、かつクッション部にポリエステル繊維で構成される不織布成形体を人体の接する部分のみに施工することにより、従来よりも軽量で施工性に優れ、燃焼時に有毒ガスの発生が少なく、さらに耐久性の増したノンハロゲン系車両用クッション床シートを得た。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道、バス等の車両において、カーペット等の床材の下側に敷設される車両用床シートに関するもので、特に燃焼時に有毒ガスを発生しにくく、軽量で、施工性、接着性に優れ、薄くても高い難燃性を持ち、さらに車体の振動を乗客に伝えないようにクッション性を付与し、快適な車両での時間を過ごして頂くようにした車両用クッション床シートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両用床材としてカーペット等の通水性のある床材を使用した場合には、水分が床鉄板にまで到達し鉄板が腐蝕することから、水分の侵入を防止する目的で、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）製の車両用床シートをカーペット等の下に敷設していた。さらにグリーン車では、快適な乗り心地を得るべく、足置き部分にクッション性のある発泡メラミン樹脂からなるシートを車両用床シートの下に敷いて、車体の微振動が人体に伝わらないようにしている。
【０００３】
しかしながら、ＰＶＣ製床シートや発泡メラミン樹脂からなるシートは燃焼時において、多量の発煙と共に塩化水素等の有毒ガスを発生することから、火災時において避難者が有毒ガス等を吸入してしまう等の防災上の問題、また廃材を焼却処理する場合においても環境汚染をもたらすという問題があった。
【０００４】
更に、ＰＶＣ製床シートは、その製造時に可塑剤等の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を多量に含有して製造するため、特有の臭気があり、環境衛生上好ましくないうえ、長年の使用により可塑剤が揮発減量して床シートとしての柔軟性が低下するという問題があった。
【０００５】
そこで、特許文献１においては、ＰＶＣ材料に代えて、燃焼時に有毒ガスの発生が少ないポリオレフィン系樹脂を基材とする車両用内装材料が提案されている。また、出願人は特許文献２において、軽量化を実現し、燃焼時に有毒ガスを発生しにくく、難燃性、施工性に優れたノンハロゲン系車両用床シートを提案している。
【特許文献１】特開平９−３９１６９
【特許文献２】特開２００５−１６１５３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来技術は、製品の軽量化を行ない、良好な施工性を保ちつつ鉄道車両等で要求される特に厳しい難燃性能をも克服する優れたノンハロゲン系車両用床シートではあるが、さらに鉄道車両の激しい振動の影響を受ける車両床の振動を人体に感じさせないようなソフトな車両用床シートが求められていた。このような鉄道車両の振動には、床シートやカーペットの厚みを厚くしソフトにすれば、快適な感触は得られるものの、床自身が柔らかくなりすぎて、フワフワとして歩行感が損なわれてしまったり、車内販売や車椅子等の車両を走行させにくく、重量も重くなることから改良が求められていた。即ち、本発明の課題は、難燃性能は当然のこと、鉄道車両の激しい振動の影響を受ける車両床の微振動を人体に感じさせなくて、燃焼時に有毒ガスを発生することなく、しかも軽量化も実現したノンハロゲン系車両用クッション床シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鉄道車両の構造によって発現する振動の影響をできるだけ人体に伝えない床シートとし、軽量化と難燃性の問題も解決するために鋭意検討の結果、特許文献２の改良として樹脂層に変性樹脂と難燃剤として水酸化マグネシウムを使用することにより、樹脂強度を飛躍的に向上し、また裏打層においても不織布から織布にすることにより裏打層の強度を増すことにより薄くても強度が得られることから軽量化が実現でき、かつ人体の接する部分のみにポリエステル繊維で構成される不織布成形体を部分的に施工することにより、従来よりも軽量で施工性に優れ、燃焼時に有毒ガスの発生が少なく、さらに耐久性の増したクッション床シートが得られることを見出し本発明に到達した。本発明は前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
【０００８】
［１］シート部とクッション部とからなる車両用クッション床シートにおいて、前記シート部が化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して無機充填剤５〜３０重量部と難燃剤５０〜２５０重量部を含有する樹脂層と、前記樹脂層の上面側に化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して難燃剤５〜３０重量部を含有する厚さ２０〜３００μｍのフィルム層を加熱溶融によって積層一体化してなる表面層と、前記樹脂層の下面側に繊維織布からなる補強材を加熱溶融により積層一体化してなる裏打層とからなり、前記クッション部が前記シート部の下側にクッション層を積層してなり、前記クッション層が非弾性ポリエステル系捲縮短繊維と、該短繊維の融点よりも４０℃以上低い融点を有する熱可塑性エラストマーと、非弾性ポリエステルとで構成され、かつ前記熱可塑性エラストマーが少なくとも繊維表面に露出した弾性複合繊維とからなり、これらの繊維が立体的に絡み合って形成される不織布成形体からなることを特徴とするノンハロゲン系車両用クッション床シート。
【０００９】
［２］前記クッション部が、車両床の足置き部分に敷設され、車両床のその他の部分は前記シート部を敷設することを特徴とする前項１に記載のノンハロゲン系車両用クッション床シート。
【発明の効果】
【００１０】
［１］の発明では、車両用クッション床シートにおいて、樹脂層は化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して無機充填剤５〜３０重量部と難燃剤５０〜２５０重量部を含有することから、燃焼時の有毒ガスの発生が少なく、燃焼安全性に優れ防災面に好都合であると共に環境保全にも十分に資することができる。また、車両用としての厳しい難燃性を克服し、寸法安定性にも優れた樹脂層とすることができる。次に、前記樹脂層の上面側に化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して難燃剤５〜３０重量部を含有する厚さ２０〜３００μｍのフィルム層を加熱溶融によって積層一体化し表面層としているので、表面層の上に敷かれるカーペット等との接着性の向上や樹脂層を保護し車両用クッション床シートの強度も向上することができる。また、前記樹脂層の下面側に繊維織布からなる補強材を加熱溶融により少なくとも繊維織布の繊維が露出するように積層一体化して裏打層としているので、樹脂層強度もさらに向上した裏打層となり、施工時に接着剤が繊維織布の繊維に含浸することからアンカー効果によって優れた接着力が得られる。また、クッション層が非弾性ポリエステル系捲縮短繊維と、該短繊維の融点よりも４０℃以上低い融点を有する熱可塑性エラストマーと、非弾性ポリエステルとで構成され、かつ前記熱可塑性エラストマーが少なくとも繊維表面に露出した弾性複合繊維とからなり、これらの繊維が立体的に絡み合って形成される不織布成形体であるので、優れたクッション性と耐久性が得られ、燃焼時の有毒ガスの発生もなく、容易に分別回収しリサイクル利用を実現することができる。加えて、本発明のノンハロゲン系車両用クッション床シートは、可塑剤を含有させる必要がないので、臭気の発生も無く、また、長年使用しても表面に曇りの発生も無く、振動にも強く、耐久性に優れている。
【００１１】
［２］の発明では、クッション部が、車両床の足置き部分に敷設され、車両床のその他の部分は前記シート部を敷設するので、通路ではフワフワとして歩行感が損なわれすぎることもなく歩きやすいものとなり、また、足置き部分では床からの微振動が人体に伝わるのを防ぐことから、快適な乗り心地とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、この発明に係るノンハロゲン系車両用クッション床シートの一実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態のノンハロゲン系車両用クッション床シート１は、表面層９と樹脂層３と裏打層４とからなるシート部６と、シート部にクッション層５を積層したクッション部７とから構成されている。シート部６の重量が８００〜２０００ｇ／ｍ２の範囲内にあって、従来の車両用床シート重量の８０％と軽量化がはかられ、厚さは０．７〜１．５ｍｍの範囲内にあって従来の厚さの３／４以下になっている。クッション部７の重量はシート部６の重量にクッション層５の重量５０〜５００ｇ／ｍ２を加えた重さで、厚さは８〜１５ｍｍの範囲内にある不織布成形体からなるクッション層５であれば十分なクッション性を得ることができる。
【００１３】
表面層９と樹脂層３は、化学構造中に塩素原子を有しない樹脂のみからなる層で、樹脂層３はその樹脂成分１００重量部に対して無機充填剤５〜３０重量部と難燃剤５０〜２５０重量部を含有するものである。その樹脂層の下面側に繊維織布からなる補強材８が加熱溶融により少なくとも繊維織布の繊維が露出するように積層一体化されて裏打層４が形成された構造を有するシート部６とするものである。（図１参照）
【００１４】
表面層９、樹脂層３、裏打層４、クッション層５の構成材料として、化学構造中に塩素原子を有しない樹脂のみが用いられているので、燃焼時の有毒ガスの発生が少なく、燃焼安全性に優れ防災面に好都合であると共に環境保全にも十分に資することができる。また樹脂層３は充填剤や難燃剤を大量に含んでいるので、本来なら燃焼試験で不合格になるシート部６の厚さが０．７〜１．５ｍｍの範囲内でも、難燃性に優れ、強度のある車両用床シートを得ることができる。
【００１５】
前記樹脂層３における、化学構造中に塩素原子を有しない樹脂としては、例えばホモポリプロピレン樹脂、ブロックポリプロピレン樹脂、ランダムポリプロピレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、超低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、直鎖状ポリエチレン樹脂、メタロセン触媒使用のポリエチレン樹脂、エチレン‐酢酸ビニルコポリマー、非晶性エチレン‐α‐オレフィン共重合体等のエチレン系コポリマー等の熱可塑性樹脂、あるいはエチレン‐プロピレンゴム、エチレン‐プロピレン‐ジエンゴム等のオレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー、あるいはスチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム等のゴム成分系等が挙げられる。中でも表面の耐摩耗性、耐汚染性を顕著に向上できることから、オレフィン系樹脂、スチレン系熱可塑性エラストマーを樹脂成分の主成分として用いるのが好ましい。
【００１６】
前記樹脂層３に含有される無機充填剤が、化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して５重量部未満であると充分な寸法安定性、難燃性が得られず、３０重量部を越えると車両用床シートとしての、柔軟性、施工性、機械的強度が損なわれる。
【００１７】
また、前記樹脂層３を構成する無機充填剤としては、従来公知の種々の充填剤を用いることができるが、中でも５０μｍ以下の平均粒径を有する、炭酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ等が挙げられる。充填剤は可燃物の減量効果、燃焼時の燃焼温度抑止効果、炭化層の形成に寄与する。粒径が５０μｍを越えると樹脂層３の機械的強度が低下して好ましくない。
【００１８】
前記樹脂層３を構成する難燃剤としては、例えば、リン系難燃剤（リン酸エステル、ポリリン酸アンモニウム等）、無機系難燃剤（熱膨張性黒鉛、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉄、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等）、窒素系難燃剤（メラミンシアヌレート、メラミンオリゴマ縮合物等）を用いることができる。リン系難燃剤は燃焼時に生成したリン酸層が、不揮発性の保護被膜を形成し酸素供給を遮断する。無機系難燃剤は他の難燃剤との相乗効果によって難燃効果が得られるものや、金属水酸化物のように樹脂の分解温度よりも低い温度で分解し、脱水反応によって熱を吸収するものがある。また、熱膨張性黒鉛は、一般に天然黒鉛の粉末を酸化剤により酸化処理するか又は電解酸化し、水洗及び乾燥することによって製造されるもので、４００〜１０００度の熱によりその層状構造における層間が１０〜５００倍に膨張し高い断熱性と耐熱性を有するに至るものである。窒素系難燃剤は、不燃ガスの発生により可燃ガスを希釈し難燃効果を発揮するものである。
【００１９】
また、前記樹脂層３に含有される難燃剤が、化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して５０重量部未満であると充分な難燃性が得られず、２５０重量部を越えると車両用床シートとしての、柔軟性、機械的強度が損なわれ、コスト的にも高価なものとなる。
【００２０】
次に、樹脂層３において、難燃剤として水酸化マグネシウムを前記難燃剤の配合量に対し６０〜９７重量％配合するのが好ましい。水酸化マグネシウムを６０重量％以上と大量に配合する事により優れた難燃性能を得ることができる。また、６０重量％を下回る配合量では、車両用床シートとしての機械的強度を得ることができず、難燃性能も劣るものとなる。より好ましくは６０〜７０重量％配合されると良い。
【００２１】
また、樹脂層３において、難燃剤として熱膨張性黒鉛が配合されているのが好ましい。熱膨張性黒鉛は難燃剤として優れた材で、難燃剤の配合量に対して、３〜２０重量％配合されるのが好ましい。３重量％を下回る配合量では車両用床シートとしての優れた難燃性能を得ることができないし、２０重量％を上回る配合量では、加工性及び機械的強度が低下し好ましくない。より好ましくは４〜１０重量％配合されると良い。
【００２２】
また、樹脂層３において、難燃剤として水酸化マグネシウムが表面処理（ステアリン酸による処理）を施した水酸化マグネシウムであることが好ましい。表面処理を行なうことにより水酸化マグネシウムの表面の濡れ性が向上し、樹脂層３の樹脂の分散性が向上することから、樹脂の強度を上げることができる。
【００２３】
また、樹脂層３において、化学構造中に塩素原子を有しない樹脂として、酸変性したオレフィン系樹脂または、酸変性したスチレン系エラストマーから選択される１種又は複数の樹脂を、５〜２０重量％含有することが好ましい。酸変性樹脂を５〜２０重量％含有することで水酸化マグネシウムと化学的に結合し、樹脂強度が向上する。酸変性したスチレン系エラストマーを選択すると柔軟性に優れた樹脂層となる。酸変性したオレフィン系樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂等に、マレイン酸、オレイン酸等をグラフト重合したものを挙げられる。また、酸変性したスチレン系エラストマーとしては、カルボン酸変性スチレン‐エチレン‐ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）等を挙げられる。
【００２４】
前記樹脂層３及び表面層９には、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、滑剤、加工助剤、熱安定剤、光安定剤、帯電防止剤等の成分を、本発明の作用効果の阻害されない程度に添加することができる。
【００２５】
また、前記樹脂層３の上面側に化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して難燃剤５〜３０重量部を含有する厚さ２０〜３００μｍのフィルム層２が加熱溶融によって積層一体化して表面層９を構成している。フィルム層２の、化学構造中に塩素原子を有しない樹脂としては、特に限定されず前記樹脂層３で使用した化学構造中に塩素原子を有しない樹脂を準用すればよい。例えばホモポリプロピレン樹脂、ブロックポリプロピレン樹脂、ランダムポリプロピレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、超低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、直鎖状ポリエチレン樹脂、メタロセン触媒使用のポリエチレン樹脂、エチレン‐酢酸ビニルコポリマー、非晶性エチレン‐α‐オレフィン共重合体等のエチレン系コポリマー等の熱可塑性樹脂、あるいはエチレン‐プロピレンゴム、エチレン‐プロピレン‐ジエンゴム等のオレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー、あるいはスチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム等のゴム成分系等が挙げられる。フィルム層２を積層することによって、耐傷付き性、耐候性、機械的強度を向上させることができ、カーペットを繰り返し貼り付ける仕様に十分耐えられる車両用床シートとすることができる。
【００２６】
フィルム層２の難燃剤としては、例えば、リン系難燃剤（リン酸エステル、ポリリン酸アンモニウム等、）、無機系難燃剤（ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等）、窒素系難燃剤（メラミンシアヌレート、メラミンオリゴマ縮合物等）を用いることができる。フィルム層２の化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して難燃剤を５〜３０重量部を含有する必要がある。５重量部を下回ると、車両用床シートとしての優れた難燃性能を得ることができない。また、３０重量部を上回る含有量では、表面層としての柔軟性、機械的強度が損なわれ好ましくない。より好ましくは１０〜２５重量部である。また、フィルム層２の厚さは、２０〜３００μｍが好ましい。２０μｍよりも薄いフィルム層２では、加工性が低下し好ましくない。３００μｍを超える厚みでは、徒にコストを上昇させることと難燃性を低下させることになり好ましくない。より好ましくは、１００〜２５０μｍである。
【００２７】
フィルム層２中における化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分の割合は、樹脂層３における化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分の割合をより大きくしている。これはフィルム層２上にカーペットを繰り返し貼り付けることから、フィルム層２の樹脂成分を多くし、強度を付与する必要があるためである。しかしながら、車両用の厳しい難燃条件をクリアーするためには、化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分の割合の多くした上で、少量の難燃剤で高性能の難燃性を発揮させる必要があることから、フィルム層２においては、難燃剤として水酸化マグネシウムの粒径を０．０５〜１μｍに規制し、前記難燃剤の配合量に対し３０〜６０重量％配合さすことが好ましい。水酸化マグネシウムの粒径を細かくすることにより、表面積が大きくなり、少量で効果を発揮することから、樹脂強度を保ったまま基準の難燃性を得ることができる。
【００２８】
前記裏打層４は、繊維織布からなる補強材８が樹脂層３に加熱溶融により積層一体化されて裏打層４が形成されるもので、補強材８としては、ポリオレフィン系樹脂繊維及び綿から選択される１種又は複数の繊維からなる織布であって、引張り強度が４００Ｎ以上、引裂き強度が３０Ｎ以上であるのが好ましい。補強材８が化学構造中に塩素原子を有しない繊維からなることから、燃焼時に有毒ガスを発生しにくく、軽量化を行ないつつも、施工性に優れたノンハロゲン系車両用床シートを提供することができる。また、織布のタテヨコ密度が４０〜２００本／インチの範囲であるものが好ましく、その布目を通して樹脂が含浸し、前記樹脂層の表面に織布表面が留まるように積層一体化させることが好ましい。織布のタテヨコ密度が４０本／インチを下回ると布目を通して樹脂が含浸し易くなりすぎて、樹脂層の表面に織布表面が留まることなく、樹脂層中に沈んで一体化されることになり好ましくはない。２００本／インチを上回ると布目を通して樹脂が含浸しにくく、樹脂層との間で一定の剥離強度が得られなく好ましくない。裏打層の表面に繊維布帛が露出しなければ、床用接着剤が裏打層４へ含浸することによるアンカー効果によって得られる接着剤の接着性の向上は期待できない。また、裏打層の表面に繊維布帛が露出し過ぎて、樹脂層の樹脂の含浸が不充分であれば、裏打層内での繊維布帛の界面で材料破壊が発現し、車両用床シートの樹脂層と床との強固な接着強度は維持できないものとなる。
【００２９】
また、補強材８としての繊維布帛の引張り強度が４００Ｎ以上、引裂き強度が３０Ｎ以上であるので、床用接着剤との接着強度を維持したまま、樹脂強度の向上したノンハロゲン系車両用床シートとすることができる。繊維布帛内に樹脂層の樹脂が適度に含浸して裏打層４をなし、施工時において車両用床シートの樹脂層と床との接着性を充分確保しつつ、敷設安定性を向上することができる。
【００３０】
さらに、車両に施工した時の床シート同士の接合方法については、熱融着、あるいは、オレフィン用の溶接棒や接着剤で簡単に接合することができ、つなぎ目から水の漏れないように防水性を持たすことができる。
【００３１】
なお、本発明の車両用床シートの製造方法としては、特に限定されず、例えばカレンダ加工機、押出加工機等の公知の装置や、ホットラミネート加工機等の公知の積層技術を用いて積層することにより製造することができる。
【００３２】
また、次にこうして作られた車両用床シートの裏打層４側にクッション層５として不織布成形体を積層すればクッション部７とすることができる。
【００３３】
クッション層５は、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維と該短繊維の融点よりも４０℃以上低い融点を有する熱可塑性エラストマーと、非弾性ポリエステルとで構成され、かつ前記熱可塑性エラストマーが少なくとも繊維表面に露出した弾性複合繊維とからなり、これらの繊維が立体的に絡み合って形成されるクッション体であって、その構造中に前記弾性複合繊維同士が交叉した状態で互いの熱融着により形成された第１可撓性熱固着点、および弾性複合繊維と非弾性ポリエステル系捲縮短繊維とが交叉した状態で弾性複合繊維の熱融着により形成された第２可撓性熱固着点とが散在する態様で、一体的に成形されている。
【００３４】
前記非弾性ポリエステル系捲縮短繊維の繊度は、２．２〜２２０デシテックスであるのが好ましい。２．２デシテックス未満ではクッション部全体の密度が大きくなって好ましくない。一方２２０デシテックスを超えると形成される第２可撓性熱固着点の数が減少してクッション部の弾力性が低下するので、好ましくない。中でも５．５〜１１０デシテックスとするのがより好ましい。
【００３５】
また、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維のカット長は、２０〜１５０ｍｍとするのが好ましい。２０ｍｍ未満では繊維同士の立体的な絡み合いが不十分となって、クッション部の弾力性が低下するので、好ましくない。一方１５０ｍｍを超えると、繊維の方向が平行に揃いすぎるので、好ましくない。中でも３５〜１００ｍｍとするのがより好ましい。
【００３６】
また、上記ポリエステルとしては、特に限定されるものではなく、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ−１，４−ジメチルシクロヘキサンテレフタレート、あるいはこれらの共重合体などを挙げることができる。
【００３７】
一方、弾性複合繊維は、熱可塑性エラストマーと非弾性ポリエステルとで構成される。この弾性複合繊維において、その繊維表面の半分以上は熱可塑性エラストマーが露出しているのが望ましい。また、熱可塑性エラストマーと非弾性ポリエステルの複合割合は、重量比で３０／７０〜７０／３０の範囲内にあるのが好ましい。弾性複合繊維の複合形態としては、例えばサイド・バイ・サイド型、シース・コア型などを例示することができるが、中でも、シース・コア型とするのが好ましい。
【００３８】
上記熱可塑性エラストマーとしては、前記非弾性ポリエステル系捲縮短繊維の融点より４０℃以上低い融点を有するものを用いる必要がある。熱可塑性エラストマーの融点が捲縮短繊維の融点よりも高い場合にはエラストマーの溶融時に捲縮短繊維をも同時に溶融させてしまい、所望の特性を有するクッション部が得られないし、両者の融点の差が４０℃未満ではエラストマーの溶融時に非弾性ポリエステル系捲縮短繊維の捲縮のへたりを生じてしまう。
【００３９】
熱可塑性エラストマーの素材としては、特に限定されず、例えばポリエステル系エラストマーなどを挙げることができる。中でもポリエステル系エラストマーを用いるのが好ましく、この場合には短繊維を構成する素材と同種となるから、エラストマーと非弾性ポリエステル系捲縮短繊維との固着性を一層向上させることができ、短繊維との交叉部である第２可撓性熱固着点の耐久性をより向上させることができ、ひいてはクッション部の圧縮耐久性を一層向上させることができる。
【００４０】
上記ポリエステル系エラストマーの中でも、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維との固着性をより一層向上させる観点からポリエーテルポリエステルを用いるのが好ましく、さらにはポリブチレン系テレフタレートをハードセグメントとし、ポリオキシブチレングリコールをソフトセグメントとするブロック共重合ポリエーテルポリエステルがより好ましい。
【００４１】
一方、弾性複合繊維の構成成分となる非弾性ポリエステルとしては、前記した非弾性ポリエステル系捲縮短繊維を構成するポリエステルとして例示したものと同じものが例示されるが、中でもポリブチレンテレフタレートがより好ましい。
【００４２】
なお、弾性複合繊維のクッション層における含有割合は、クッション層重量に対して１０〜７０重量％とするのが好ましく、中でも２０〜６０重量％とするのがより好ましい。１０重量％未満では熱固着点の数が低下して、圧縮回復率、圧縮応力比などの弾力特性が低下するので、好ましくない。また７０重量％を超えると非弾性ポリエステル系捲縮短繊維の含有割合が相対的に低下するので十分な反発性が確保されなくなるので、好ましくない。
【００４３】
また、クッション層全体の密度は２０〜１００ｋｇ／ｍ3 であるのが好ましい。２０ｋｇ／ｍ3 未満では、圧縮回復率、圧縮応力比ともに低下して、十分に安定した快適なクッション性が得られ難くなり、一方１００ｋｇ／ｍ3
を超えると剛くなって弾力性が低下するので、好ましくない。中でもクッション部全体の密度は３０〜８５ｋｇ／ｍ3 であるのがより好ましい。
【００４４】
また、本発明のノンハロゲン系車両用クッション床シートの具体的な製造及び敷設方法の一例としては、まず、前記のように公知の加工方法によって車両用床シートを製造しシート部として使用する。クッション部７については、足置き部の大きさに合わせて前記車両用床シートを裁断し、成形機でクッション部５が丁度入るように方形状に成形し、次ぎにこの方形状の窪みの中に、別工程で方形状に成形した不織布成形体を入れてクッション部７を作成する。こうして製造されたシート部とクッション部７をそれぞれ通路部と足置き部に組み合わせて車両の床に接着し、両者のつなぎ目をオレフィン系の溶接棒で溶接して、水が漏れないように接合してノンハロゲン系車両用クッション床シートを完成する。
【実施例】
【００４５】
次に、この発明の具体的実施例について説明する。
【００４６】
＜実施例１＞
非晶性ポリオレフィン樹脂２３重量部、エチレン‐プロピレンゴム（ＥＰＲ）４３重量部、スチレン‐エチレン‐ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）２３重量部、ポリプロピレン（ＰＰ）１１重量部、に対し無機充填剤２０重量部（炭酸カルシウム１００重量％、）、難燃剤１８０重量部（水酸化マグネシウム８０重量％ 熱膨張性黒鉛１０重量％、リン系難燃剤１０重量％）からなる組成物をバンバリーミキサーで混練し、カレンダ成形機を用いてシート厚さ０．７ｍｍの樹脂層を作成した。
【００４７】
前記樹脂層の上面側にフィルム層として、非晶性ポリオレフィン樹脂２３重量部、エチレン‐プロピレンゴム（ＥＰＲ）４３重量部、スチレン‐エチレン‐ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）２３重量部、ポリプロピレン（ＰＰ）１１重量部、に対し難燃剤２０重量部（水酸化マグネシウム９０重量％、リン系難燃剤重量１０％）からなる組成物をバンバリーミキサーで混練し、カレンダ成形機を用いてシート厚さ２５０μｍのフィルム層を作成した。
【００４８】
次にこの樹脂層とフィルム層とをホットラミネート加工機を用いて１５０℃でラミネートし、さらに前記樹脂層の下側にポリエステル・綿混織布（経糸、緯糸共にポリエステル（５０％）・綿（５０％）混紡糸、タテヨコ密度１３０×６５、目付１５０ｇ／ｍ２、引張強度４６０Ｎ、引裂き強度４９Ｎ）を、ホットラミネート加工機を用いて１５０℃で、織布の織目から樹脂層の樹脂がにじみ出し、織布の繊維が表面に出ている程度に貼り合わせ、厚さ１．２ｍｍ、製品重量１５００ｇ／ｍ２ノンハロゲン系車両用クッション床シートのシート部を得た。
【００４９】
次に、クッション層として、ポリブチレン系テレフタレートをハードセグメント（４０重量％）とし、ポリオキシブチレングリコールをソフトセグメント（６０重量％）とするブロック共重合ポリエーテルポリエステルエラストマーの両者を加熱反応させることにより得た。そして、このエラストマーがシースに、ポリブチレンテレフタレートがコアになるように常法により紡糸して、弾性複合繊維（シース／コア＝５０／５０（重量比））を得た。
【００５０】
次に、該弾性複合繊維と、中空断面ポリエチレンテレフタレート単繊維（１２デニール、繊維長６４ｍｍ、捲縮数９個／ｉｎｃｈ）とを混綿し、ウェッブを得た。
【００５１】
上記ウェッブを金型に入れて２００℃５分間熱処理して、タテ３０ｃｍヨコ４０ｃｍ厚さ１ｃｍの直方体形状のクッション部を得た。
【００５２】
次に、前記作成したシート部をタテ４０ｃｍヨコ５０ｃｍに裁断し、加熱成形機にて中央部にタテ３０ｃｍヨコ４０ｃｍ深さ１ｃｍの直方体形状の窪地を成形し、該窪地に前記作成したクッション層を入れてクッション部を作成した。
【００５３】
こうして得られたクッション部を図２のように車両の座席１１と座席の間に、シート部を車両の通路に敷いて、つなぎ目をオレフィン系の溶接棒で溶接して、水が漏れないように接合してノンハロゲン系車両用クッション床シートを完成した。該ノンハロゲン系車両用クッション床シートの上に、パイル長４ｍｍのカーペット１０を敷いたところ、通路では、歩行感も良好で車内販売のワゴン車も軽く押すことができた。また、椅子に着座してクッション部に足を置いても車両の微振動はなく快適な座り心地であった。また、クッション部のない通路側のシート部では、足を置くと車両のわずかな微振動が感じられた。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】この発明の車内に敷設された一実施形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・ノンハロゲン系車両用クッション床シート
２・・・フィルム層
３・・・樹脂層
４・・・裏打層
５・・・クッション層
６・・・シート部
７・・・クッション部
８・・・補強材
９・・・表面層
１０・・・カーペット
１１・・・座席
【技術分野】
【０００１】
この発明は、鉄道、バス等の車両において、カーペット等の床材の下側に敷設される車両用床シートに関するもので、特に燃焼時に有毒ガスを発生しにくく、軽量で、施工性、接着性に優れ、薄くても高い難燃性を持ち、さらに車体の振動を乗客に伝えないようにクッション性を付与し、快適な車両での時間を過ごして頂くようにした車両用クッション床シートに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、車両用床材としてカーペット等の通水性のある床材を使用した場合には、水分が床鉄板にまで到達し鉄板が腐蝕することから、水分の侵入を防止する目的で、塩化ビニル樹脂（ＰＶＣ）製の車両用床シートをカーペット等の下に敷設していた。さらにグリーン車では、快適な乗り心地を得るべく、足置き部分にクッション性のある発泡メラミン樹脂からなるシートを車両用床シートの下に敷いて、車体の微振動が人体に伝わらないようにしている。
【０００３】
しかしながら、ＰＶＣ製床シートや発泡メラミン樹脂からなるシートは燃焼時において、多量の発煙と共に塩化水素等の有毒ガスを発生することから、火災時において避難者が有毒ガス等を吸入してしまう等の防災上の問題、また廃材を焼却処理する場合においても環境汚染をもたらすという問題があった。
【０００４】
更に、ＰＶＣ製床シートは、その製造時に可塑剤等の揮発性有機化合物（ＶＯＣ）を多量に含有して製造するため、特有の臭気があり、環境衛生上好ましくないうえ、長年の使用により可塑剤が揮発減量して床シートとしての柔軟性が低下するという問題があった。
【０００５】
そこで、特許文献１においては、ＰＶＣ材料に代えて、燃焼時に有毒ガスの発生が少ないポリオレフィン系樹脂を基材とする車両用内装材料が提案されている。また、出願人は特許文献２において、軽量化を実現し、燃焼時に有毒ガスを発生しにくく、難燃性、施工性に優れたノンハロゲン系車両用床シートを提案している。
【特許文献１】特開平９−３９１６９
【特許文献２】特開２００５−１６１５３３
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記の従来技術は、製品の軽量化を行ない、良好な施工性を保ちつつ鉄道車両等で要求される特に厳しい難燃性能をも克服する優れたノンハロゲン系車両用床シートではあるが、さらに鉄道車両の激しい振動の影響を受ける車両床の振動を人体に感じさせないようなソフトな車両用床シートが求められていた。このような鉄道車両の振動には、床シートやカーペットの厚みを厚くしソフトにすれば、快適な感触は得られるものの、床自身が柔らかくなりすぎて、フワフワとして歩行感が損なわれてしまったり、車内販売や車椅子等の車両を走行させにくく、重量も重くなることから改良が求められていた。即ち、本発明の課題は、難燃性能は当然のこと、鉄道車両の激しい振動の影響を受ける車両床の微振動を人体に感じさせなくて、燃焼時に有毒ガスを発生することなく、しかも軽量化も実現したノンハロゲン系車両用クッション床シートを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者らは、鉄道車両の構造によって発現する振動の影響をできるだけ人体に伝えない床シートとし、軽量化と難燃性の問題も解決するために鋭意検討の結果、特許文献２の改良として樹脂層に変性樹脂と難燃剤として水酸化マグネシウムを使用することにより、樹脂強度を飛躍的に向上し、また裏打層においても不織布から織布にすることにより裏打層の強度を増すことにより薄くても強度が得られることから軽量化が実現でき、かつ人体の接する部分のみにポリエステル繊維で構成される不織布成形体を部分的に施工することにより、従来よりも軽量で施工性に優れ、燃焼時に有毒ガスの発生が少なく、さらに耐久性の増したクッション床シートが得られることを見出し本発明に到達した。本発明は前記課題を解決するために以下の手段を提供する。
【０００８】
［１］シート部とクッション部とからなる車両用クッション床シートにおいて、前記シート部が化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して無機充填剤５〜３０重量部と難燃剤５０〜２５０重量部を含有する樹脂層と、前記樹脂層の上面側に化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して難燃剤５〜３０重量部を含有する厚さ２０〜３００μｍのフィルム層を加熱溶融によって積層一体化してなる表面層と、前記樹脂層の下面側に繊維織布からなる補強材を加熱溶融により積層一体化してなる裏打層とからなり、前記クッション部が前記シート部の下側にクッション層を積層してなり、前記クッション層が非弾性ポリエステル系捲縮短繊維と、該短繊維の融点よりも４０℃以上低い融点を有する熱可塑性エラストマーと、非弾性ポリエステルとで構成され、かつ前記熱可塑性エラストマーが少なくとも繊維表面に露出した弾性複合繊維とからなり、これらの繊維が立体的に絡み合って形成される不織布成形体からなることを特徴とするノンハロゲン系車両用クッション床シート。
【０００９】
［２］前記クッション部が、車両床の足置き部分に敷設され、車両床のその他の部分は前記シート部を敷設することを特徴とする前項１に記載のノンハロゲン系車両用クッション床シート。
【発明の効果】
【００１０】
［１］の発明では、車両用クッション床シートにおいて、樹脂層は化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して無機充填剤５〜３０重量部と難燃剤５０〜２５０重量部を含有することから、燃焼時の有毒ガスの発生が少なく、燃焼安全性に優れ防災面に好都合であると共に環境保全にも十分に資することができる。また、車両用としての厳しい難燃性を克服し、寸法安定性にも優れた樹脂層とすることができる。次に、前記樹脂層の上面側に化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して難燃剤５〜３０重量部を含有する厚さ２０〜３００μｍのフィルム層を加熱溶融によって積層一体化し表面層としているので、表面層の上に敷かれるカーペット等との接着性の向上や樹脂層を保護し車両用クッション床シートの強度も向上することができる。また、前記樹脂層の下面側に繊維織布からなる補強材を加熱溶融により少なくとも繊維織布の繊維が露出するように積層一体化して裏打層としているので、樹脂層強度もさらに向上した裏打層となり、施工時に接着剤が繊維織布の繊維に含浸することからアンカー効果によって優れた接着力が得られる。また、クッション層が非弾性ポリエステル系捲縮短繊維と、該短繊維の融点よりも４０℃以上低い融点を有する熱可塑性エラストマーと、非弾性ポリエステルとで構成され、かつ前記熱可塑性エラストマーが少なくとも繊維表面に露出した弾性複合繊維とからなり、これらの繊維が立体的に絡み合って形成される不織布成形体であるので、優れたクッション性と耐久性が得られ、燃焼時の有毒ガスの発生もなく、容易に分別回収しリサイクル利用を実現することができる。加えて、本発明のノンハロゲン系車両用クッション床シートは、可塑剤を含有させる必要がないので、臭気の発生も無く、また、長年使用しても表面に曇りの発生も無く、振動にも強く、耐久性に優れている。
【００１１】
［２］の発明では、クッション部が、車両床の足置き部分に敷設され、車両床のその他の部分は前記シート部を敷設するので、通路ではフワフワとして歩行感が損なわれすぎることもなく歩きやすいものとなり、また、足置き部分では床からの微振動が人体に伝わるのを防ぐことから、快適な乗り心地とすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
次に、この発明に係るノンハロゲン系車両用クッション床シートの一実施形態を図面に基づいて説明する。この実施形態のノンハロゲン系車両用クッション床シート１は、表面層９と樹脂層３と裏打層４とからなるシート部６と、シート部にクッション層５を積層したクッション部７とから構成されている。シート部６の重量が８００〜２０００ｇ／ｍ２の範囲内にあって、従来の車両用床シート重量の８０％と軽量化がはかられ、厚さは０．７〜１．５ｍｍの範囲内にあって従来の厚さの３／４以下になっている。クッション部７の重量はシート部６の重量にクッション層５の重量５０〜５００ｇ／ｍ２を加えた重さで、厚さは８〜１５ｍｍの範囲内にある不織布成形体からなるクッション層５であれば十分なクッション性を得ることができる。
【００１３】
表面層９と樹脂層３は、化学構造中に塩素原子を有しない樹脂のみからなる層で、樹脂層３はその樹脂成分１００重量部に対して無機充填剤５〜３０重量部と難燃剤５０〜２５０重量部を含有するものである。その樹脂層の下面側に繊維織布からなる補強材８が加熱溶融により少なくとも繊維織布の繊維が露出するように積層一体化されて裏打層４が形成された構造を有するシート部６とするものである。（図１参照）
【００１４】
表面層９、樹脂層３、裏打層４、クッション層５の構成材料として、化学構造中に塩素原子を有しない樹脂のみが用いられているので、燃焼時の有毒ガスの発生が少なく、燃焼安全性に優れ防災面に好都合であると共に環境保全にも十分に資することができる。また樹脂層３は充填剤や難燃剤を大量に含んでいるので、本来なら燃焼試験で不合格になるシート部６の厚さが０．７〜１．５ｍｍの範囲内でも、難燃性に優れ、強度のある車両用床シートを得ることができる。
【００１５】
前記樹脂層３における、化学構造中に塩素原子を有しない樹脂としては、例えばホモポリプロピレン樹脂、ブロックポリプロピレン樹脂、ランダムポリプロピレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、超低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、直鎖状ポリエチレン樹脂、メタロセン触媒使用のポリエチレン樹脂、エチレン‐酢酸ビニルコポリマー、非晶性エチレン‐α‐オレフィン共重合体等のエチレン系コポリマー等の熱可塑性樹脂、あるいはエチレン‐プロピレンゴム、エチレン‐プロピレン‐ジエンゴム等のオレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー、あるいはスチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム等のゴム成分系等が挙げられる。中でも表面の耐摩耗性、耐汚染性を顕著に向上できることから、オレフィン系樹脂、スチレン系熱可塑性エラストマーを樹脂成分の主成分として用いるのが好ましい。
【００１６】
前記樹脂層３に含有される無機充填剤が、化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して５重量部未満であると充分な寸法安定性、難燃性が得られず、３０重量部を越えると車両用床シートとしての、柔軟性、施工性、機械的強度が損なわれる。
【００１７】
また、前記樹脂層３を構成する無機充填剤としては、従来公知の種々の充填剤を用いることができるが、中でも５０μｍ以下の平均粒径を有する、炭酸カルシウム、タルク、クレー、マイカ等が挙げられる。充填剤は可燃物の減量効果、燃焼時の燃焼温度抑止効果、炭化層の形成に寄与する。粒径が５０μｍを越えると樹脂層３の機械的強度が低下して好ましくない。
【００１８】
前記樹脂層３を構成する難燃剤としては、例えば、リン系難燃剤（リン酸エステル、ポリリン酸アンモニウム等）、無機系難燃剤（熱膨張性黒鉛、ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、酸化鉄、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等）、窒素系難燃剤（メラミンシアヌレート、メラミンオリゴマ縮合物等）を用いることができる。リン系難燃剤は燃焼時に生成したリン酸層が、不揮発性の保護被膜を形成し酸素供給を遮断する。無機系難燃剤は他の難燃剤との相乗効果によって難燃効果が得られるものや、金属水酸化物のように樹脂の分解温度よりも低い温度で分解し、脱水反応によって熱を吸収するものがある。また、熱膨張性黒鉛は、一般に天然黒鉛の粉末を酸化剤により酸化処理するか又は電解酸化し、水洗及び乾燥することによって製造されるもので、４００〜１０００度の熱によりその層状構造における層間が１０〜５００倍に膨張し高い断熱性と耐熱性を有するに至るものである。窒素系難燃剤は、不燃ガスの発生により可燃ガスを希釈し難燃効果を発揮するものである。
【００１９】
また、前記樹脂層３に含有される難燃剤が、化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して５０重量部未満であると充分な難燃性が得られず、２５０重量部を越えると車両用床シートとしての、柔軟性、機械的強度が損なわれ、コスト的にも高価なものとなる。
【００２０】
次に、樹脂層３において、難燃剤として水酸化マグネシウムを前記難燃剤の配合量に対し６０〜９７重量％配合するのが好ましい。水酸化マグネシウムを６０重量％以上と大量に配合する事により優れた難燃性能を得ることができる。また、６０重量％を下回る配合量では、車両用床シートとしての機械的強度を得ることができず、難燃性能も劣るものとなる。より好ましくは６０〜７０重量％配合されると良い。
【００２１】
また、樹脂層３において、難燃剤として熱膨張性黒鉛が配合されているのが好ましい。熱膨張性黒鉛は難燃剤として優れた材で、難燃剤の配合量に対して、３〜２０重量％配合されるのが好ましい。３重量％を下回る配合量では車両用床シートとしての優れた難燃性能を得ることができないし、２０重量％を上回る配合量では、加工性及び機械的強度が低下し好ましくない。より好ましくは４〜１０重量％配合されると良い。
【００２２】
また、樹脂層３において、難燃剤として水酸化マグネシウムが表面処理（ステアリン酸による処理）を施した水酸化マグネシウムであることが好ましい。表面処理を行なうことにより水酸化マグネシウムの表面の濡れ性が向上し、樹脂層３の樹脂の分散性が向上することから、樹脂の強度を上げることができる。
【００２３】
また、樹脂層３において、化学構造中に塩素原子を有しない樹脂として、酸変性したオレフィン系樹脂または、酸変性したスチレン系エラストマーから選択される１種又は複数の樹脂を、５〜２０重量％含有することが好ましい。酸変性樹脂を５〜２０重量％含有することで水酸化マグネシウムと化学的に結合し、樹脂強度が向上する。酸変性したスチレン系エラストマーを選択すると柔軟性に優れた樹脂層となる。酸変性したオレフィン系樹脂としては、ポリプロピレン樹脂、ポリエチレン樹脂等に、マレイン酸、オレイン酸等をグラフト重合したものを挙げられる。また、酸変性したスチレン系エラストマーとしては、カルボン酸変性スチレン‐エチレン‐ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）等を挙げられる。
【００２４】
前記樹脂層３及び表面層９には、酸化防止剤、紫外線吸収剤、顔料、滑剤、加工助剤、熱安定剤、光安定剤、帯電防止剤等の成分を、本発明の作用効果の阻害されない程度に添加することができる。
【００２５】
また、前記樹脂層３の上面側に化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して難燃剤５〜３０重量部を含有する厚さ２０〜３００μｍのフィルム層２が加熱溶融によって積層一体化して表面層９を構成している。フィルム層２の、化学構造中に塩素原子を有しない樹脂としては、特に限定されず前記樹脂層３で使用した化学構造中に塩素原子を有しない樹脂を準用すればよい。例えばホモポリプロピレン樹脂、ブロックポリプロピレン樹脂、ランダムポリプロピレン樹脂、低密度ポリエチレン樹脂、超低密度ポリエチレン樹脂、高密度ポリエチレン樹脂、直鎖状ポリエチレン樹脂、メタロセン触媒使用のポリエチレン樹脂、エチレン‐酢酸ビニルコポリマー、非晶性エチレン‐α‐オレフィン共重合体等のエチレン系コポリマー等の熱可塑性樹脂、あるいはエチレン‐プロピレンゴム、エチレン‐プロピレン‐ジエンゴム等のオレフィン系熱可塑性エラストマー、スチレン系熱可塑性エラストマー等の熱可塑性エラストマー、あるいはスチレンブタジエンゴム、イソプレンゴム等のゴム成分系等が挙げられる。フィルム層２を積層することによって、耐傷付き性、耐候性、機械的強度を向上させることができ、カーペットを繰り返し貼り付ける仕様に十分耐えられる車両用床シートとすることができる。
【００２６】
フィルム層２の難燃剤としては、例えば、リン系難燃剤（リン酸エステル、ポリリン酸アンモニウム等、）、無機系難燃剤（ホウ酸亜鉛、メタホウ酸バリウム、酸化アルミニウム、酸化亜鉛、水酸化マグネシウム、水酸化アルミニウム等）、窒素系難燃剤（メラミンシアヌレート、メラミンオリゴマ縮合物等）を用いることができる。フィルム層２の化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して難燃剤を５〜３０重量部を含有する必要がある。５重量部を下回ると、車両用床シートとしての優れた難燃性能を得ることができない。また、３０重量部を上回る含有量では、表面層としての柔軟性、機械的強度が損なわれ好ましくない。より好ましくは１０〜２５重量部である。また、フィルム層２の厚さは、２０〜３００μｍが好ましい。２０μｍよりも薄いフィルム層２では、加工性が低下し好ましくない。３００μｍを超える厚みでは、徒にコストを上昇させることと難燃性を低下させることになり好ましくない。より好ましくは、１００〜２５０μｍである。
【００２７】
フィルム層２中における化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分の割合は、樹脂層３における化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分の割合をより大きくしている。これはフィルム層２上にカーペットを繰り返し貼り付けることから、フィルム層２の樹脂成分を多くし、強度を付与する必要があるためである。しかしながら、車両用の厳しい難燃条件をクリアーするためには、化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分の割合の多くした上で、少量の難燃剤で高性能の難燃性を発揮させる必要があることから、フィルム層２においては、難燃剤として水酸化マグネシウムの粒径を０．０５〜１μｍに規制し、前記難燃剤の配合量に対し３０〜６０重量％配合さすことが好ましい。水酸化マグネシウムの粒径を細かくすることにより、表面積が大きくなり、少量で効果を発揮することから、樹脂強度を保ったまま基準の難燃性を得ることができる。
【００２８】
前記裏打層４は、繊維織布からなる補強材８が樹脂層３に加熱溶融により積層一体化されて裏打層４が形成されるもので、補強材８としては、ポリオレフィン系樹脂繊維及び綿から選択される１種又は複数の繊維からなる織布であって、引張り強度が４００Ｎ以上、引裂き強度が３０Ｎ以上であるのが好ましい。補強材８が化学構造中に塩素原子を有しない繊維からなることから、燃焼時に有毒ガスを発生しにくく、軽量化を行ないつつも、施工性に優れたノンハロゲン系車両用床シートを提供することができる。また、織布のタテヨコ密度が４０〜２００本／インチの範囲であるものが好ましく、その布目を通して樹脂が含浸し、前記樹脂層の表面に織布表面が留まるように積層一体化させることが好ましい。織布のタテヨコ密度が４０本／インチを下回ると布目を通して樹脂が含浸し易くなりすぎて、樹脂層の表面に織布表面が留まることなく、樹脂層中に沈んで一体化されることになり好ましくはない。２００本／インチを上回ると布目を通して樹脂が含浸しにくく、樹脂層との間で一定の剥離強度が得られなく好ましくない。裏打層の表面に繊維布帛が露出しなければ、床用接着剤が裏打層４へ含浸することによるアンカー効果によって得られる接着剤の接着性の向上は期待できない。また、裏打層の表面に繊維布帛が露出し過ぎて、樹脂層の樹脂の含浸が不充分であれば、裏打層内での繊維布帛の界面で材料破壊が発現し、車両用床シートの樹脂層と床との強固な接着強度は維持できないものとなる。
【００２９】
また、補強材８としての繊維布帛の引張り強度が４００Ｎ以上、引裂き強度が３０Ｎ以上であるので、床用接着剤との接着強度を維持したまま、樹脂強度の向上したノンハロゲン系車両用床シートとすることができる。繊維布帛内に樹脂層の樹脂が適度に含浸して裏打層４をなし、施工時において車両用床シートの樹脂層と床との接着性を充分確保しつつ、敷設安定性を向上することができる。
【００３０】
さらに、車両に施工した時の床シート同士の接合方法については、熱融着、あるいは、オレフィン用の溶接棒や接着剤で簡単に接合することができ、つなぎ目から水の漏れないように防水性を持たすことができる。
【００３１】
なお、本発明の車両用床シートの製造方法としては、特に限定されず、例えばカレンダ加工機、押出加工機等の公知の装置や、ホットラミネート加工機等の公知の積層技術を用いて積層することにより製造することができる。
【００３２】
また、次にこうして作られた車両用床シートの裏打層４側にクッション層５として不織布成形体を積層すればクッション部７とすることができる。
【００３３】
クッション層５は、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維と該短繊維の融点よりも４０℃以上低い融点を有する熱可塑性エラストマーと、非弾性ポリエステルとで構成され、かつ前記熱可塑性エラストマーが少なくとも繊維表面に露出した弾性複合繊維とからなり、これらの繊維が立体的に絡み合って形成されるクッション体であって、その構造中に前記弾性複合繊維同士が交叉した状態で互いの熱融着により形成された第１可撓性熱固着点、および弾性複合繊維と非弾性ポリエステル系捲縮短繊維とが交叉した状態で弾性複合繊維の熱融着により形成された第２可撓性熱固着点とが散在する態様で、一体的に成形されている。
【００３４】
前記非弾性ポリエステル系捲縮短繊維の繊度は、２．２〜２２０デシテックスであるのが好ましい。２．２デシテックス未満ではクッション部全体の密度が大きくなって好ましくない。一方２２０デシテックスを超えると形成される第２可撓性熱固着点の数が減少してクッション部の弾力性が低下するので、好ましくない。中でも５．５〜１１０デシテックスとするのがより好ましい。
【００３５】
また、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維のカット長は、２０〜１５０ｍｍとするのが好ましい。２０ｍｍ未満では繊維同士の立体的な絡み合いが不十分となって、クッション部の弾力性が低下するので、好ましくない。一方１５０ｍｍを超えると、繊維の方向が平行に揃いすぎるので、好ましくない。中でも３５〜１００ｍｍとするのがより好ましい。
【００３６】
また、上記ポリエステルとしては、特に限定されるものではなく、例えばポリエチレンテレフタレート、ポリヘキサメチレンテレフタレート、ポリテトラメチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリ−１，４−ジメチルシクロヘキサンテレフタレート、あるいはこれらの共重合体などを挙げることができる。
【００３７】
一方、弾性複合繊維は、熱可塑性エラストマーと非弾性ポリエステルとで構成される。この弾性複合繊維において、その繊維表面の半分以上は熱可塑性エラストマーが露出しているのが望ましい。また、熱可塑性エラストマーと非弾性ポリエステルの複合割合は、重量比で３０／７０〜７０／３０の範囲内にあるのが好ましい。弾性複合繊維の複合形態としては、例えばサイド・バイ・サイド型、シース・コア型などを例示することができるが、中でも、シース・コア型とするのが好ましい。
【００３８】
上記熱可塑性エラストマーとしては、前記非弾性ポリエステル系捲縮短繊維の融点より４０℃以上低い融点を有するものを用いる必要がある。熱可塑性エラストマーの融点が捲縮短繊維の融点よりも高い場合にはエラストマーの溶融時に捲縮短繊維をも同時に溶融させてしまい、所望の特性を有するクッション部が得られないし、両者の融点の差が４０℃未満ではエラストマーの溶融時に非弾性ポリエステル系捲縮短繊維の捲縮のへたりを生じてしまう。
【００３９】
熱可塑性エラストマーの素材としては、特に限定されず、例えばポリエステル系エラストマーなどを挙げることができる。中でもポリエステル系エラストマーを用いるのが好ましく、この場合には短繊維を構成する素材と同種となるから、エラストマーと非弾性ポリエステル系捲縮短繊維との固着性を一層向上させることができ、短繊維との交叉部である第２可撓性熱固着点の耐久性をより向上させることができ、ひいてはクッション部の圧縮耐久性を一層向上させることができる。
【００４０】
上記ポリエステル系エラストマーの中でも、非弾性ポリエステル系捲縮短繊維との固着性をより一層向上させる観点からポリエーテルポリエステルを用いるのが好ましく、さらにはポリブチレン系テレフタレートをハードセグメントとし、ポリオキシブチレングリコールをソフトセグメントとするブロック共重合ポリエーテルポリエステルがより好ましい。
【００４１】
一方、弾性複合繊維の構成成分となる非弾性ポリエステルとしては、前記した非弾性ポリエステル系捲縮短繊維を構成するポリエステルとして例示したものと同じものが例示されるが、中でもポリブチレンテレフタレートがより好ましい。
【００４２】
なお、弾性複合繊維のクッション層における含有割合は、クッション層重量に対して１０〜７０重量％とするのが好ましく、中でも２０〜６０重量％とするのがより好ましい。１０重量％未満では熱固着点の数が低下して、圧縮回復率、圧縮応力比などの弾力特性が低下するので、好ましくない。また７０重量％を超えると非弾性ポリエステル系捲縮短繊維の含有割合が相対的に低下するので十分な反発性が確保されなくなるので、好ましくない。
【００４３】
また、クッション層全体の密度は２０〜１００ｋｇ／ｍ3 であるのが好ましい。２０ｋｇ／ｍ3 未満では、圧縮回復率、圧縮応力比ともに低下して、十分に安定した快適なクッション性が得られ難くなり、一方１００ｋｇ／ｍ3
を超えると剛くなって弾力性が低下するので、好ましくない。中でもクッション部全体の密度は３０〜８５ｋｇ／ｍ3 であるのがより好ましい。
【００４４】
また、本発明のノンハロゲン系車両用クッション床シートの具体的な製造及び敷設方法の一例としては、まず、前記のように公知の加工方法によって車両用床シートを製造しシート部として使用する。クッション部７については、足置き部の大きさに合わせて前記車両用床シートを裁断し、成形機でクッション部５が丁度入るように方形状に成形し、次ぎにこの方形状の窪みの中に、別工程で方形状に成形した不織布成形体を入れてクッション部７を作成する。こうして製造されたシート部とクッション部７をそれぞれ通路部と足置き部に組み合わせて車両の床に接着し、両者のつなぎ目をオレフィン系の溶接棒で溶接して、水が漏れないように接合してノンハロゲン系車両用クッション床シートを完成する。
【実施例】
【００４５】
次に、この発明の具体的実施例について説明する。
【００４６】
＜実施例１＞
非晶性ポリオレフィン樹脂２３重量部、エチレン‐プロピレンゴム（ＥＰＲ）４３重量部、スチレン‐エチレン‐ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）２３重量部、ポリプロピレン（ＰＰ）１１重量部、に対し無機充填剤２０重量部（炭酸カルシウム１００重量％、）、難燃剤１８０重量部（水酸化マグネシウム８０重量％ 熱膨張性黒鉛１０重量％、リン系難燃剤１０重量％）からなる組成物をバンバリーミキサーで混練し、カレンダ成形機を用いてシート厚さ０．７ｍｍの樹脂層を作成した。
【００４７】
前記樹脂層の上面側にフィルム層として、非晶性ポリオレフィン樹脂２３重量部、エチレン‐プロピレンゴム（ＥＰＲ）４３重量部、スチレン‐エチレン‐ブチレン−スチレンブロック共重合体（ＳＥＢＳ）２３重量部、ポリプロピレン（ＰＰ）１１重量部、に対し難燃剤２０重量部（水酸化マグネシウム９０重量％、リン系難燃剤重量１０％）からなる組成物をバンバリーミキサーで混練し、カレンダ成形機を用いてシート厚さ２５０μｍのフィルム層を作成した。
【００４８】
次にこの樹脂層とフィルム層とをホットラミネート加工機を用いて１５０℃でラミネートし、さらに前記樹脂層の下側にポリエステル・綿混織布（経糸、緯糸共にポリエステル（５０％）・綿（５０％）混紡糸、タテヨコ密度１３０×６５、目付１５０ｇ／ｍ２、引張強度４６０Ｎ、引裂き強度４９Ｎ）を、ホットラミネート加工機を用いて１５０℃で、織布の織目から樹脂層の樹脂がにじみ出し、織布の繊維が表面に出ている程度に貼り合わせ、厚さ１．２ｍｍ、製品重量１５００ｇ／ｍ２ノンハロゲン系車両用クッション床シートのシート部を得た。
【００４９】
次に、クッション層として、ポリブチレン系テレフタレートをハードセグメント（４０重量％）とし、ポリオキシブチレングリコールをソフトセグメント（６０重量％）とするブロック共重合ポリエーテルポリエステルエラストマーの両者を加熱反応させることにより得た。そして、このエラストマーがシースに、ポリブチレンテレフタレートがコアになるように常法により紡糸して、弾性複合繊維（シース／コア＝５０／５０（重量比））を得た。
【００５０】
次に、該弾性複合繊維と、中空断面ポリエチレンテレフタレート単繊維（１２デニール、繊維長６４ｍｍ、捲縮数９個／ｉｎｃｈ）とを混綿し、ウェッブを得た。
【００５１】
上記ウェッブを金型に入れて２００℃５分間熱処理して、タテ３０ｃｍヨコ４０ｃｍ厚さ１ｃｍの直方体形状のクッション部を得た。
【００５２】
次に、前記作成したシート部をタテ４０ｃｍヨコ５０ｃｍに裁断し、加熱成形機にて中央部にタテ３０ｃｍヨコ４０ｃｍ深さ１ｃｍの直方体形状の窪地を成形し、該窪地に前記作成したクッション層を入れてクッション部を作成した。
【００５３】
こうして得られたクッション部を図２のように車両の座席１１と座席の間に、シート部を車両の通路に敷いて、つなぎ目をオレフィン系の溶接棒で溶接して、水が漏れないように接合してノンハロゲン系車両用クッション床シートを完成した。該ノンハロゲン系車両用クッション床シートの上に、パイル長４ｍｍのカーペット１０を敷いたところ、通路では、歩行感も良好で車内販売のワゴン車も軽く押すことができた。また、椅子に着座してクッション部に足を置いても車両の微振動はなく快適な座り心地であった。また、クッション部のない通路側のシート部では、足を置くと車両のわずかな微振動が感じられた。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】この発明の一実施形態を示す概略断面図である。
【図２】この発明の車内に敷設された一実施形態を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【００５５】
１・・・ノンハロゲン系車両用クッション床シート
２・・・フィルム層
３・・・樹脂層
４・・・裏打層
５・・・クッション層
６・・・シート部
７・・・クッション部
８・・・補強材
９・・・表面層
１０・・・カーペット
１１・・・座席
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート部とクッション部とからなる車両用クッション床シートにおいて、前記シート部が化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して無機充填剤５〜３０重量部と難燃剤５０〜２５０重量部を含有する樹脂層と、前記樹脂層の上面側に化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して難燃剤５〜３０重量部を含有する厚さ２０〜３００μｍのフィルム層を加熱溶融によって積層一体化してなる表面層と、前記樹脂層の下面側に繊維織布からなる補強材を加熱溶融により積層一体化してなる裏打層とからなり、前記クッション部が前記シート部の下側にクッション層を積層してなり、前記クッション層が非弾性ポリエステル系捲縮短繊維と、該短繊維の融点よりも４０℃以上低い融点を有する熱可塑性エラストマーと、非弾性ポリエステルとで構成され、かつ前記熱可塑性エラストマーが少なくとも繊維表面に露出した弾性複合繊維とからなり、これらの繊維が立体的に絡み合って形成される不織布成形体からなることを特徴とするノンハロゲン系車両用クッション床シート。
【請求項２】
前記クッション部が、車両床の足置き部分に敷設され、車両床のその他の部分は前記シート部を敷設することを特徴とする請求項１に記載のノンハロゲン系車両用クッション床シート。
【請求項１】
シート部とクッション部とからなる車両用クッション床シートにおいて、前記シート部が化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して無機充填剤５〜３０重量部と難燃剤５０〜２５０重量部を含有する樹脂層と、前記樹脂層の上面側に化学構造中に塩素原子を有しない樹脂成分１００重量部に対して難燃剤５〜３０重量部を含有する厚さ２０〜３００μｍのフィルム層を加熱溶融によって積層一体化してなる表面層と、前記樹脂層の下面側に繊維織布からなる補強材を加熱溶融により積層一体化してなる裏打層とからなり、前記クッション部が前記シート部の下側にクッション層を積層してなり、前記クッション層が非弾性ポリエステル系捲縮短繊維と、該短繊維の融点よりも４０℃以上低い融点を有する熱可塑性エラストマーと、非弾性ポリエステルとで構成され、かつ前記熱可塑性エラストマーが少なくとも繊維表面に露出した弾性複合繊維とからなり、これらの繊維が立体的に絡み合って形成される不織布成形体からなることを特徴とするノンハロゲン系車両用クッション床シート。
【請求項２】
前記クッション部が、車両床の足置き部分に敷設され、車両床のその他の部分は前記シート部を敷設することを特徴とする請求項１に記載のノンハロゲン系車両用クッション床シート。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００８−１２６７１３（Ｐ２００８−１２６７１３Ａ）
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−３１０９０７（Ｐ２００６−３１０９０７）
【出願日】平成１８年１１月１７日（２００６．１１．１７）
【出願人】（３９００１４４８７）住江織物株式会社 (294)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２０年６月５日（２００８．６．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年１１月１７日（２００６．１１．１７）
【出願人】（３９００１４４８７）住江織物株式会社 (294)
【Ｆターム（参考）】
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