難燃積層繊維構造体
【課題】本発明の目的は、難燃性および耐熱性に優れ、引張強度ならびにせん断強度が高く、使用時の形態安定性に優れるため、クッション材や断熱材に好適に用いることができる難燃積層繊維構造体を提供することにある。
【解決手段】織布の少なくとも片面に繊維ウェブが積層されてなる積層繊維構造体であって、下記要件ａ）〜ｄ）を満足することを特徴とする難燃積層繊維構造体。
ａ）繊維ウェブが、耐炎化繊維のステープルファイバー、メタ型芳香族ポリアミドステープルファイバー、及び、パラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーを含む
ｂ）積層繊維構造体の目付が１００〜７００ｇ／ｍ２である
ｃ）織布の目付が４０〜１５０ｇ／ｍ２である
ｄ）織布と繊維ウェブを構成する繊維同士が少なくとも一部で交絡している
【解決手段】織布の少なくとも片面に繊維ウェブが積層されてなる積層繊維構造体であって、下記要件ａ）〜ｄ）を満足することを特徴とする難燃積層繊維構造体。
ａ）繊維ウェブが、耐炎化繊維のステープルファイバー、メタ型芳香族ポリアミドステープルファイバー、及び、パラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーを含む
ｂ）積層繊維構造体の目付が１００〜７００ｇ／ｍ２である
ｃ）織布の目付が４０〜１５０ｇ／ｍ２である
ｄ）織布と繊維ウェブを構成する繊維同士が少なくとも一部で交絡している
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難燃性が要求されるクッション材、断熱材として利用することができる難燃積層繊維構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、安全性の向上ならびに確保のため、難燃性および耐熱性に優れた不織布がクッション材あるいは断熱材として、各種輸送移動機に使用されている。該不織布には軽量化の観点より、難燃性および耐熱性に優れた有機繊維が使用されており、代表的な繊維としてメタ型芳香族ポリアミド（メタフェニレンイソフタルアミド）、パラ型芳香族ポリアミド（パラフェニレンテレフタラミド）、耐炎化繊維などが使用されている。例えば、耐炎化短繊維不織布と長繊維不織布とをニードルパンチにて一体化させたニードルパンチ不織布が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、メタ型芳香族ポリアミド繊維単独からなる不織布は、難燃性および耐熱性に優れ、前記特性を有する不織布の中では比較的安価であるものの、引張強力が低い問題があった。一方で、パラ型芳香族ポリアミド繊維単独からなる不織布は、引張強度に優れるもののせん断強度が低く、不織布表面と水平方向からの応力に弱く、残じんが発生し易いなど、難燃性に劣る問題があった。また酸化アクリル繊維は耐熱性および難燃性に優れるものの、引張強度およびせん断強度が非常に低い問題があった。そのため、使用時の不織布形態の安定性に優れ、且つ耐熱性および難燃性に優れた不織布はこれまでなく、実用性に優れた耐熱性および難燃性を有する不織布が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、難燃性および耐熱性に優れ、引張強度ならびにせん断強度が高く、使用時の形態安定性に優れ、クッション材や断熱材に好適に用いることができる難燃積層繊維構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は上記目的を達成するために鋭意検討した結果、かかる目的は、
織布の少なくとも片面に繊維ウェブが積層されてなる積層繊維構造体であって、下記要件ａ）〜ｄ）を満足することを特徴とする難燃積層繊維構造体、
ａ）繊維ウェブが、耐炎化繊維のステープルファイバー、メタ型芳香族ポリアミドステープルファイバー、及び、パラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーを含む
ｂ）積層繊維構造体の目付が１００〜７００ｇ／ｍ２である
ｃ）織布の目付が４０〜１５０ｇ／ｍ２である
ｄ）織布と繊維ウェブを構成する繊維同士が少なくとも一部で交絡している
により達成できることを見出した。
【０００７】
また好ましくは、耐炎化繊維が、ポリアクリルニトリル繊維をプレオキシダイズドした酸化アクリル繊維である難燃積層繊維構造体であり、パラ型芳香族ポリアミドが、ポリパラフェニレンテレフタルアミドポリアミドまたはコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドである難燃積層繊維構造体であり、織布が、有機繊維、天然繊維、金属繊維のいずれか１つあるいはこれらの２以上の組合せからなる難燃積層繊維構造体であり、ニードルパンチ処理及び／又はスパンレース処理により、織布と繊維ウェブを構成する繊維同士が交絡している難燃積層繊維構造体であり、織布に対する繊維ウェブの重量比が２〜１０である難燃積層繊維構造体であり、繊維ウェブの全重量に対する耐炎化繊維のステープルファイバーの重量が１０〜３０重量％である難燃積層繊維構造体である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の難燃積層繊維構造体は、耐炎化繊維のステープルファイバーおよびメタ型芳香族ポリアミドステープルファイバーおよびパラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーを含むことで、高い難燃性および耐熱性を有し、使用時の形態安定性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】せん断強度測定サンプルの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の難燃積層繊維構造体は、織布の少なくとも片面に繊維ウェブが積層されてなる積層繊維構造体であって、前記繊維ウェブが、耐炎化繊維のステープルファイバー、メタ型芳香族ポリアミドステープルファイバー、パラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーを含み、積層繊維構造体の目付が１００〜７００ｇ／ｍ２、織布の目付が４０〜１５０ｇ／ｍ２であり、織布と繊維ウェブを構成する繊維同士が少なくとも一部で交絡していることを特徴とする。
【００１１】
本発明に使用される耐炎化繊維とは、芳香族ポリアミド繊維以外の難燃耐炎性繊維を指し、耐炎化ステープルファイバーとしては、ポリアクリルニトリル繊維をプレオキシダイズドした酸化アクリルステープルファイバー（東邦テナックス（株）製「パイロメックス」、旭化成（株）製「ラスタン」）が好ましく例示される。
【００１２】
また、本発明においてパラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーとは、ポリアミドを構成する繰り返し単位の８０ｍｏｌ％以上（好ましくは９０ｍｏｌル％以上）が、下記式（１）で表される芳香族ホモポリアミド、または、芳香族コポリアミドからなるステープルファイバーである。ここでＡｒ１、Ａｒ２は芳香族基を表し、なかでも下記式（２）から選ばれた同一の、または、相異なる芳香族基からなるものが好ましい。但し、芳香族基の水素原子は、ハロゲン原子、低級アルキル基、フェニル基などで置換されていてもよい。
【００１３】
【化１】
【化２】
【００１４】
このようなパラ型芳香族ポリアミドの製造方法や繊維特性については、例えば、英国特許第１５０１９４８号公報、米国特許第３７３３９６４号公報、第３７６７７５６号公報、第３８６９４２９号公報、日本国特許の特開昭４９−１００３２２号公報、特開昭４７−１０８６３号公報、特開昭５８−１４４１５２号公報、特開平４−６５５１３号公報などに記載されている。
【００１５】
このようなパラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーの具体例としては、ポリパラフェニレンテレフタルアミドポリアミドステープルファイバー（帝人アラミドＢ．Ｖ．社製「トワロン」、デュポン（株）製「ケブラー」）、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドステープルファイバー（帝人テクノプロダクツ（株）製「テクノーラ」）などが例示される。
【００１６】
メタ型芳香族ポリアミドステープルファイバーは延鎖結合の５０モル％以上が非共軸で非平行の芳香族ポリアミドであり、例えば、ジカルボン酸としてテレフタル酸、イソフタル酸等の１種又は２種以上と、ジアミンとしてメタフェニレンジアミン、４，４−ジアミノフェニルエーテル、４，４−ジアミノジフェニルメタン、キシリレンジアミン等の１種又は２種以上を使用したホモポリマー又は共重合ポリマーからなる短繊維を挙げることができ、その代表的な例としては、ポリメタフェニレンイソフタルアミド、ポリメタキシレンテレフタルアミド、或いは、イソフタル酸クロライド、テレフタル酸クロライド及びメタフェニレンジアミン等を共重合せしめたコポリアミドからなる短繊維がある。これらの中で、くり返し単位の８０モル％以上、好ましくは、９０モル％以上がメタフェニレンイソフタルアミドである芳香族ポリアミド短繊維の延鎖結合の５０モル％以上が非共軸で非平行の芳香族ポリアミドであって、例えば、ジカルボン酸として、テレフタル酸、イソフタル酸等の一種又は二種以上と、ジアミンとしてメタフェニレンジアミン、４，４−ジアミノフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、キシリレンジアミン等の一種又は二種以上を使用したホモポリマー又は共重合ポリマーステープルファイバーを挙げることができ、その代表的な例としてはポリメタフェニレンイソフタルアミド、ポリメタキシレンテレフタルアミド、あるいはイソフタル酸クロライド、テレフタル酸クロライド、メタフェニレンジアミン等を共重合せしめた共重合ポリマーからなるステープルファイバー等であり、これらの中で特に繰り返し単位の８０モル％以上、さらに好ましくは、９０モル％以上がメタフェニレンイソフタルアミドである芳香族ポリアミドであり、具体的には、ポリメタフェニレンイソフタルアミドステープルファイバー（例えば、デュポン（株）製「ノーメックス」、帝人テクノプロダクツ（株）製「テイジンコーネックス」）等が例示される。
【００１７】
本発明の積層繊維構造体の目付は、クッション性ならびに重量を両立する観点より、１００ｇ／ｍ２以上、７００ｇ／ｍ２以下が好ましく、２００ｇ／ｍ２以上、６００ｇ／ｍ２以下がより好ましい。
【００１８】
本発明においては、繊維ウェブを構成する耐炎化繊維のステープルファイバーおよびメタ型芳香族ポリアミドステープルファイバーおよびパラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーの単繊維繊度は特に限定されないが、積層繊維構造体の引張強度およびせん断強度の観点より、０．６ｄｔｅｘ以上、５．６ｄｔｅｘ以下が好ましく、より好ましくは１．７以上、３ｄｔｅｘ以下が好ましい。また繊維長は特に限定されないが、カード工程通過性の観点より、２５ｍｍ以上、８０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは３８ｍｍ以上、７６ｍｍ以下が好ましい。
【００１９】
さらに、本発明において、耐炎化繊維のステープルファイバーは、積層繊維構造体の難燃性の観点より、繊維ウェブ全重量の１０〜３０重量％が好ましく、より好ましくは１５〜２５重量％である。１０重量％未満の場合、難燃性が低くなり、３０重量％を超える場合は、積層繊維構造体の引張強度およびせん断強度が低下する。
【００２０】
メタ型芳香族ポリアミドステープルファイバーは、積層繊維構造体のせん断強度の観点より、繊維ウェブ全重量の１０重量％以上が好ましく、２０重量％以上がより好ましい。１０重量％未満の場合、積層繊維構造体のせん断強度が低く、長期的な形態安定性が悪くなる。
【００２１】
パラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーは、積層繊維構造体の引張強度の観点より、繊維ウェブ全重量の２０重量％以上が好ましく、３０重量％以上がより好ましい。２０重量％未満の場合、積層繊維構造体の引張強度が低く、取扱性に劣る。
【００２２】
繊維ウェブの製造方法は特に限定されないが、ステープルファイバーをフラットカードまたはローラカード等のカード機により開繊し、シート状にする方法、ステープルファイバーを高速流体で開繊しながらベルト上にランダムに積層する方法が例示できる。
【００２３】
本発明において、繊維ウェブは少なくとも織布の片面に積層していることが好ましく、より好ましくは両面に積層することにより、積層繊維構造体の寸法安定性がより向上する。
【００２４】
また、積層繊維構造体の寸法安定性が良くするために、ニードルパンチ処理及び／又はスパンレース処理により繊維ウェッブの繊維同士、織布と繊維ウェッブの繊維同士を交絡させることが好ましい。ニードルパンチ処理は公知のニードルパンチ機を用いて打ち込み密度、ニードルのバーブ、深度は交絡の程度を見ながら決める。スパンレース処理は公知の高圧水流絡合機により繊維同士を交絡させる。圧や密度は交絡の程度で決めることができる。
【００２５】
本発明で使用する織布は、有機繊維、天然繊維、金属繊維のいずれか１つあるいはその組合せからなる紡績糸およびまたはマルチフィラメントでもよい。好ましくは融点が２００℃以上あるいは融点を有せず熱分解開始温度が２００℃以上の繊維からなる紡績糸およびまたはマルチフィラメントが良い。融点あるいは熱分解開始温度が２００℃未満の場合、織布の溶融およびまたは分解により、溶融物およびまたは分解物が不織布表面へ移動し、例えばプレス材として使用した場合、プレスされる相手材に付着する可能性がある。織布を構成する繊維は特に限定されないが、例えばポリエチレンテレフタレート繊維、レーヨン繊維、アセテート繊維、ビニロン繊維、ナイロン６繊維、ナイロン６６繊維、芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維等が例示される。これらの繊維素材は単独、もしくは２種以上の繊維を混合して使用することも可能である。
【００２６】
織布の構造は特に限定されないが、例えば平織、綾織、朱子織を好ましく例示できる。また、織布の目付は４０〜１５０ｇ／ｍ２が好ましい。４０ｇ／ｍ２未満では積層繊維構造体の寸法安定性が劣り、１５０ｇ／ｍ２を超えると例えばニードルパンチ処理を行う場合にニードル針が破損しやすくなる。
【００２７】
前記織布に対する前記繊維ウェブ全重量に対して重量比（繊維ウェブ重量／織布重量）が２〜１０であることが好ましい。前記重量比が２未満あるいは１０を超える場合、理由は明らかになっていないが、繊維同士の交絡が悪いためか、積層繊維構造体のせん断強度が低くなり、積層繊維構造体の寸法安定性に劣る。
【００２８】
本発明によれば、耐炎化繊維のステープルファイバーおよびメタ型芳香族ポリアミドステープルファイバーおよびパラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーが積層繊維構造体に含まれ、ニードルパンチ処理およびまたはスパンレース処理により繊維同士が交絡せしめられることで、積層繊維構造体の難燃性に優れ、引張強度およびせん断強度が高くなり、形態安定性に優れた難燃積層繊維構造体を得ることができる。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。しかし、以下の例によって、本発明が限定されることはない。なお、実施例中の各特性値は下記の方法で測定した。
（１）繊維ウェブならびに積層繊維構造体目付：ＪＩＳ Ｌ１９１３に準じて測定した。
（２）織布目付：ＪＩＳ Ｌ１０９６に準じて測定した。
（３）積層繊維構造体のＬＯＩ：ＪＩＳ Ｌ１９１３に準じて測定した。
（４）積層繊維構造体の引張強度：ＪＩＳ Ｌ１９１３に準じて測定した。
（５）積層繊維構造体のせん断強度：
２ｃｍ角の正方形に打抜かれた積層繊維構造体の両面に、熱硬化性接着剤（住友スリーエム（株）製Ｙ−５８２Ａ）を貼り付け、図１に示すように、幅２ｃｍ、長さ５ｃｍ、厚み１ｍｍのステンレス板２枚と貼り合せ、０．３ｋｇ／ｃｍ２の圧力を付与した上で１８０℃、１５分間の熱処理を行うことで固定した。その後、インストロン社製定速引張装置にて２０ｍｍ／ｍｉｎの速度でステンレス板を引張り、積層繊維構造体のタテおよびヨコ方向の最大せん断強度をそれぞれ３点算出し、その平均値を求めた。
【００３０】
［実施例１］
（有）竹内製作所製のカーディング、クロスラッピング装置を使用し、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍの酸化アクリルステープルファイバー（東邦テナックス株式会社製パイロメックス）２０重量％、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍのメタ型芳香族ポリアミドステープルファイバー（帝人テクノプロダクツ株式会社製コーネックス）４０重量％、単繊維繊度が１．７ｄｔｅｘ、繊維長が５０ｍｍのパラ型芳香族ポリアミドステープルファイバー（帝人アラミドＢ．Ｖ．社製トワロン）４０重量％の混綿された繊維ウェブを２枚作成し、目付６６ｇ／ｍ２のコーネックス織布（帝人テクノプロダクツ株式会社製、品番ＣＯ２０１６）中間に配した積層体を得た。
次いで、（有）竹内製作所製のニードルパンチ装置を使用し、オルガン製ニードルパンチ用針（ＦＴＤ−６８ ３６ＣＳＭ）を用い、積層体の両面を、それぞれ針深度１０ｍｍ、１００本／ｃｍ２の打込密度でニードリングした後、同様の装置、ニードル針を使用し、針深度８ｍｍ、４００本／ｃｍ２の打込密度でニードリングし、積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００３１】
［実施例２］
混綿比率を変えてウェブを製造する変更する以外は、請求項１と同様にして積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００３２】
［実施例３］
目付１１０ｇ／ｍ２のコーネックス織布（帝人テクノプロダクツ株式会社製、品番ＣＯ１７００）に変更する以外は、請求項１と同様にして積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００３３】
［比較例１］
繊維ウェブを単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍの酸化アクリルステープルファイバー（東邦テナックス株式会社製パイロメックス）１００重量％に変更する以外は、請求項１と同様にして積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００３４】
［比較例２］
繊維ウェブを単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍのメタ型芳香族ポリアミドステープルファイバー（帝人テクノプロダクツ株式会社製コーネックス）１００重量％に変更する以外は、請求項１と同様にして積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００３５】
［比較例３］
繊維ウェブを単繊維繊度が１．７ｄｔｅｘ、繊維長が５０ｍｍのパラ型芳香族ポリアミドステープルファイバー（帝人アラミドＢ．Ｖ．社製トワロン）１００重量％に変更する以外は、請求項１と同様にして積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００３６】
［比較例４］
繊維ウェブを単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍの酸化アクリルステープルファイバー（東邦テナックス株式会社製パイロメックス）５０重量％、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍのメタ型芳香族ポリアミドステープルファイバー（帝人テクノプロダクツ株式会社製コーネックス）５０重量％の混綿ウェブに変更する以外は、請求項１と同様にして積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００３７】
［比較例５］
繊維ウェブを単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍの酸化アクリルステープルファイバー（東邦テナックス株式会社製パイロメックス）５０重量％、単繊維繊度が１．７ｄｔｅｘ、繊維長が５０ｍｍのパラ型芳香族ポリアミドステープルファイバー（帝人アラミドＢ．Ｖ．社製トワロン）５０重量％の混綿ウェブに変更する以外は、請求項１と同様にして積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００３８】
［比較例６］
繊維ウェブを単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍのメタ型芳香族ポリアミドステープルファイバー（帝人テクノプロダクツ株式会社製コーネックス）５０重量％、単繊維繊度が１．７ｄｔｅｘ、繊維長が５０ｍｍのパラ型芳香族ポリアミドステープルファイバー（帝人アラミドＢ．Ｖ．社製トワロン）５０重量％の混綿ウェブに変更する以外は、請求項１と同様にして積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００３９】
［比較例７］
繊維ウェブ目付を高くする以外は、請求項１と同様にして積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の積層繊維構造体は、難燃性が要求されるクッション材、断熱材として利用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
ａ ステンレス板
ｂ 不織布
【技術分野】
【０００１】
本発明は、難燃性が要求されるクッション材、断熱材として利用することができる難燃積層繊維構造体に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、安全性の向上ならびに確保のため、難燃性および耐熱性に優れた不織布がクッション材あるいは断熱材として、各種輸送移動機に使用されている。該不織布には軽量化の観点より、難燃性および耐熱性に優れた有機繊維が使用されており、代表的な繊維としてメタ型芳香族ポリアミド（メタフェニレンイソフタルアミド）、パラ型芳香族ポリアミド（パラフェニレンテレフタラミド）、耐炎化繊維などが使用されている。例えば、耐炎化短繊維不織布と長繊維不織布とをニードルパンチにて一体化させたニードルパンチ不織布が提案されている（特許文献１）。
【０００３】
しかしながら、メタ型芳香族ポリアミド繊維単独からなる不織布は、難燃性および耐熱性に優れ、前記特性を有する不織布の中では比較的安価であるものの、引張強力が低い問題があった。一方で、パラ型芳香族ポリアミド繊維単独からなる不織布は、引張強度に優れるもののせん断強度が低く、不織布表面と水平方向からの応力に弱く、残じんが発生し易いなど、難燃性に劣る問題があった。また酸化アクリル繊維は耐熱性および難燃性に優れるものの、引張強度およびせん断強度が非常に低い問題があった。そのため、使用時の不織布形態の安定性に優れ、且つ耐熱性および難燃性に優れた不織布はこれまでなく、実用性に優れた耐熱性および難燃性を有する不織布が望まれていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−５９０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、難燃性および耐熱性に優れ、引張強度ならびにせん断強度が高く、使用時の形態安定性に優れ、クッション材や断熱材に好適に用いることができる難燃積層繊維構造体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は上記目的を達成するために鋭意検討した結果、かかる目的は、
織布の少なくとも片面に繊維ウェブが積層されてなる積層繊維構造体であって、下記要件ａ）〜ｄ）を満足することを特徴とする難燃積層繊維構造体、
ａ）繊維ウェブが、耐炎化繊維のステープルファイバー、メタ型芳香族ポリアミドステープルファイバー、及び、パラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーを含む
ｂ）積層繊維構造体の目付が１００〜７００ｇ／ｍ２である
ｃ）織布の目付が４０〜１５０ｇ／ｍ２である
ｄ）織布と繊維ウェブを構成する繊維同士が少なくとも一部で交絡している
により達成できることを見出した。
【０００７】
また好ましくは、耐炎化繊維が、ポリアクリルニトリル繊維をプレオキシダイズドした酸化アクリル繊維である難燃積層繊維構造体であり、パラ型芳香族ポリアミドが、ポリパラフェニレンテレフタルアミドポリアミドまたはコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドである難燃積層繊維構造体であり、織布が、有機繊維、天然繊維、金属繊維のいずれか１つあるいはこれらの２以上の組合せからなる難燃積層繊維構造体であり、ニードルパンチ処理及び／又はスパンレース処理により、織布と繊維ウェブを構成する繊維同士が交絡している難燃積層繊維構造体であり、織布に対する繊維ウェブの重量比が２〜１０である難燃積層繊維構造体であり、繊維ウェブの全重量に対する耐炎化繊維のステープルファイバーの重量が１０〜３０重量％である難燃積層繊維構造体である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の難燃積層繊維構造体は、耐炎化繊維のステープルファイバーおよびメタ型芳香族ポリアミドステープルファイバーおよびパラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーを含むことで、高い難燃性および耐熱性を有し、使用時の形態安定性に優れる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】せん断強度測定サンプルの概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
本発明の難燃積層繊維構造体は、織布の少なくとも片面に繊維ウェブが積層されてなる積層繊維構造体であって、前記繊維ウェブが、耐炎化繊維のステープルファイバー、メタ型芳香族ポリアミドステープルファイバー、パラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーを含み、積層繊維構造体の目付が１００〜７００ｇ／ｍ２、織布の目付が４０〜１５０ｇ／ｍ２であり、織布と繊維ウェブを構成する繊維同士が少なくとも一部で交絡していることを特徴とする。
【００１１】
本発明に使用される耐炎化繊維とは、芳香族ポリアミド繊維以外の難燃耐炎性繊維を指し、耐炎化ステープルファイバーとしては、ポリアクリルニトリル繊維をプレオキシダイズドした酸化アクリルステープルファイバー（東邦テナックス（株）製「パイロメックス」、旭化成（株）製「ラスタン」）が好ましく例示される。
【００１２】
また、本発明においてパラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーとは、ポリアミドを構成する繰り返し単位の８０ｍｏｌ％以上（好ましくは９０ｍｏｌル％以上）が、下記式（１）で表される芳香族ホモポリアミド、または、芳香族コポリアミドからなるステープルファイバーである。ここでＡｒ１、Ａｒ２は芳香族基を表し、なかでも下記式（２）から選ばれた同一の、または、相異なる芳香族基からなるものが好ましい。但し、芳香族基の水素原子は、ハロゲン原子、低級アルキル基、フェニル基などで置換されていてもよい。
【００１３】
【化１】
【化２】
【００１４】
このようなパラ型芳香族ポリアミドの製造方法や繊維特性については、例えば、英国特許第１５０１９４８号公報、米国特許第３７３３９６４号公報、第３７６７７５６号公報、第３８６９４２９号公報、日本国特許の特開昭４９−１００３２２号公報、特開昭４７−１０８６３号公報、特開昭５８−１４４１５２号公報、特開平４−６５５１３号公報などに記載されている。
【００１５】
このようなパラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーの具体例としては、ポリパラフェニレンテレフタルアミドポリアミドステープルファイバー（帝人アラミドＢ．Ｖ．社製「トワロン」、デュポン（株）製「ケブラー」）、コポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドステープルファイバー（帝人テクノプロダクツ（株）製「テクノーラ」）などが例示される。
【００１６】
メタ型芳香族ポリアミドステープルファイバーは延鎖結合の５０モル％以上が非共軸で非平行の芳香族ポリアミドであり、例えば、ジカルボン酸としてテレフタル酸、イソフタル酸等の１種又は２種以上と、ジアミンとしてメタフェニレンジアミン、４，４−ジアミノフェニルエーテル、４，４−ジアミノジフェニルメタン、キシリレンジアミン等の１種又は２種以上を使用したホモポリマー又は共重合ポリマーからなる短繊維を挙げることができ、その代表的な例としては、ポリメタフェニレンイソフタルアミド、ポリメタキシレンテレフタルアミド、或いは、イソフタル酸クロライド、テレフタル酸クロライド及びメタフェニレンジアミン等を共重合せしめたコポリアミドからなる短繊維がある。これらの中で、くり返し単位の８０モル％以上、好ましくは、９０モル％以上がメタフェニレンイソフタルアミドである芳香族ポリアミド短繊維の延鎖結合の５０モル％以上が非共軸で非平行の芳香族ポリアミドであって、例えば、ジカルボン酸として、テレフタル酸、イソフタル酸等の一種又は二種以上と、ジアミンとしてメタフェニレンジアミン、４，４−ジアミノフェニルエーテル、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、キシリレンジアミン等の一種又は二種以上を使用したホモポリマー又は共重合ポリマーステープルファイバーを挙げることができ、その代表的な例としてはポリメタフェニレンイソフタルアミド、ポリメタキシレンテレフタルアミド、あるいはイソフタル酸クロライド、テレフタル酸クロライド、メタフェニレンジアミン等を共重合せしめた共重合ポリマーからなるステープルファイバー等であり、これらの中で特に繰り返し単位の８０モル％以上、さらに好ましくは、９０モル％以上がメタフェニレンイソフタルアミドである芳香族ポリアミドであり、具体的には、ポリメタフェニレンイソフタルアミドステープルファイバー（例えば、デュポン（株）製「ノーメックス」、帝人テクノプロダクツ（株）製「テイジンコーネックス」）等が例示される。
【００１７】
本発明の積層繊維構造体の目付は、クッション性ならびに重量を両立する観点より、１００ｇ／ｍ２以上、７００ｇ／ｍ２以下が好ましく、２００ｇ／ｍ２以上、６００ｇ／ｍ２以下がより好ましい。
【００１８】
本発明においては、繊維ウェブを構成する耐炎化繊維のステープルファイバーおよびメタ型芳香族ポリアミドステープルファイバーおよびパラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーの単繊維繊度は特に限定されないが、積層繊維構造体の引張強度およびせん断強度の観点より、０．６ｄｔｅｘ以上、５．６ｄｔｅｘ以下が好ましく、より好ましくは１．７以上、３ｄｔｅｘ以下が好ましい。また繊維長は特に限定されないが、カード工程通過性の観点より、２５ｍｍ以上、８０ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは３８ｍｍ以上、７６ｍｍ以下が好ましい。
【００１９】
さらに、本発明において、耐炎化繊維のステープルファイバーは、積層繊維構造体の難燃性の観点より、繊維ウェブ全重量の１０〜３０重量％が好ましく、より好ましくは１５〜２５重量％である。１０重量％未満の場合、難燃性が低くなり、３０重量％を超える場合は、積層繊維構造体の引張強度およびせん断強度が低下する。
【００２０】
メタ型芳香族ポリアミドステープルファイバーは、積層繊維構造体のせん断強度の観点より、繊維ウェブ全重量の１０重量％以上が好ましく、２０重量％以上がより好ましい。１０重量％未満の場合、積層繊維構造体のせん断強度が低く、長期的な形態安定性が悪くなる。
【００２１】
パラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーは、積層繊維構造体の引張強度の観点より、繊維ウェブ全重量の２０重量％以上が好ましく、３０重量％以上がより好ましい。２０重量％未満の場合、積層繊維構造体の引張強度が低く、取扱性に劣る。
【００２２】
繊維ウェブの製造方法は特に限定されないが、ステープルファイバーをフラットカードまたはローラカード等のカード機により開繊し、シート状にする方法、ステープルファイバーを高速流体で開繊しながらベルト上にランダムに積層する方法が例示できる。
【００２３】
本発明において、繊維ウェブは少なくとも織布の片面に積層していることが好ましく、より好ましくは両面に積層することにより、積層繊維構造体の寸法安定性がより向上する。
【００２４】
また、積層繊維構造体の寸法安定性が良くするために、ニードルパンチ処理及び／又はスパンレース処理により繊維ウェッブの繊維同士、織布と繊維ウェッブの繊維同士を交絡させることが好ましい。ニードルパンチ処理は公知のニードルパンチ機を用いて打ち込み密度、ニードルのバーブ、深度は交絡の程度を見ながら決める。スパンレース処理は公知の高圧水流絡合機により繊維同士を交絡させる。圧や密度は交絡の程度で決めることができる。
【００２５】
本発明で使用する織布は、有機繊維、天然繊維、金属繊維のいずれか１つあるいはその組合せからなる紡績糸およびまたはマルチフィラメントでもよい。好ましくは融点が２００℃以上あるいは融点を有せず熱分解開始温度が２００℃以上の繊維からなる紡績糸およびまたはマルチフィラメントが良い。融点あるいは熱分解開始温度が２００℃未満の場合、織布の溶融およびまたは分解により、溶融物およびまたは分解物が不織布表面へ移動し、例えばプレス材として使用した場合、プレスされる相手材に付着する可能性がある。織布を構成する繊維は特に限定されないが、例えばポリエチレンテレフタレート繊維、レーヨン繊維、アセテート繊維、ビニロン繊維、ナイロン６繊維、ナイロン６６繊維、芳香族ポリアミド繊維、全芳香族ポリエステル繊維等が例示される。これらの繊維素材は単独、もしくは２種以上の繊維を混合して使用することも可能である。
【００２６】
織布の構造は特に限定されないが、例えば平織、綾織、朱子織を好ましく例示できる。また、織布の目付は４０〜１５０ｇ／ｍ２が好ましい。４０ｇ／ｍ２未満では積層繊維構造体の寸法安定性が劣り、１５０ｇ／ｍ２を超えると例えばニードルパンチ処理を行う場合にニードル針が破損しやすくなる。
【００２７】
前記織布に対する前記繊維ウェブ全重量に対して重量比（繊維ウェブ重量／織布重量）が２〜１０であることが好ましい。前記重量比が２未満あるいは１０を超える場合、理由は明らかになっていないが、繊維同士の交絡が悪いためか、積層繊維構造体のせん断強度が低くなり、積層繊維構造体の寸法安定性に劣る。
【００２８】
本発明によれば、耐炎化繊維のステープルファイバーおよびメタ型芳香族ポリアミドステープルファイバーおよびパラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーが積層繊維構造体に含まれ、ニードルパンチ処理およびまたはスパンレース処理により繊維同士が交絡せしめられることで、積層繊維構造体の難燃性に優れ、引張強度およびせん断強度が高くなり、形態安定性に優れた難燃積層繊維構造体を得ることができる。
【実施例】
【００２９】
以下、実施例に基づいて本発明をさらに詳細に説明する。しかし、以下の例によって、本発明が限定されることはない。なお、実施例中の各特性値は下記の方法で測定した。
（１）繊維ウェブならびに積層繊維構造体目付：ＪＩＳ Ｌ１９１３に準じて測定した。
（２）織布目付：ＪＩＳ Ｌ１０９６に準じて測定した。
（３）積層繊維構造体のＬＯＩ：ＪＩＳ Ｌ１９１３に準じて測定した。
（４）積層繊維構造体の引張強度：ＪＩＳ Ｌ１９１３に準じて測定した。
（５）積層繊維構造体のせん断強度：
２ｃｍ角の正方形に打抜かれた積層繊維構造体の両面に、熱硬化性接着剤（住友スリーエム（株）製Ｙ−５８２Ａ）を貼り付け、図１に示すように、幅２ｃｍ、長さ５ｃｍ、厚み１ｍｍのステンレス板２枚と貼り合せ、０．３ｋｇ／ｃｍ２の圧力を付与した上で１８０℃、１５分間の熱処理を行うことで固定した。その後、インストロン社製定速引張装置にて２０ｍｍ／ｍｉｎの速度でステンレス板を引張り、積層繊維構造体のタテおよびヨコ方向の最大せん断強度をそれぞれ３点算出し、その平均値を求めた。
【００３０】
［実施例１］
（有）竹内製作所製のカーディング、クロスラッピング装置を使用し、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍの酸化アクリルステープルファイバー（東邦テナックス株式会社製パイロメックス）２０重量％、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍのメタ型芳香族ポリアミドステープルファイバー（帝人テクノプロダクツ株式会社製コーネックス）４０重量％、単繊維繊度が１．７ｄｔｅｘ、繊維長が５０ｍｍのパラ型芳香族ポリアミドステープルファイバー（帝人アラミドＢ．Ｖ．社製トワロン）４０重量％の混綿された繊維ウェブを２枚作成し、目付６６ｇ／ｍ２のコーネックス織布（帝人テクノプロダクツ株式会社製、品番ＣＯ２０１６）中間に配した積層体を得た。
次いで、（有）竹内製作所製のニードルパンチ装置を使用し、オルガン製ニードルパンチ用針（ＦＴＤ−６８ ３６ＣＳＭ）を用い、積層体の両面を、それぞれ針深度１０ｍｍ、１００本／ｃｍ２の打込密度でニードリングした後、同様の装置、ニードル針を使用し、針深度８ｍｍ、４００本／ｃｍ２の打込密度でニードリングし、積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００３１】
［実施例２］
混綿比率を変えてウェブを製造する変更する以外は、請求項１と同様にして積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００３２】
［実施例３］
目付１１０ｇ／ｍ２のコーネックス織布（帝人テクノプロダクツ株式会社製、品番ＣＯ１７００）に変更する以外は、請求項１と同様にして積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００３３】
［比較例１］
繊維ウェブを単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍの酸化アクリルステープルファイバー（東邦テナックス株式会社製パイロメックス）１００重量％に変更する以外は、請求項１と同様にして積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００３４】
［比較例２］
繊維ウェブを単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍのメタ型芳香族ポリアミドステープルファイバー（帝人テクノプロダクツ株式会社製コーネックス）１００重量％に変更する以外は、請求項１と同様にして積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００３５】
［比較例３］
繊維ウェブを単繊維繊度が１．７ｄｔｅｘ、繊維長が５０ｍｍのパラ型芳香族ポリアミドステープルファイバー（帝人アラミドＢ．Ｖ．社製トワロン）１００重量％に変更する以外は、請求項１と同様にして積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００３６】
［比較例４］
繊維ウェブを単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍの酸化アクリルステープルファイバー（東邦テナックス株式会社製パイロメックス）５０重量％、単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍのメタ型芳香族ポリアミドステープルファイバー（帝人テクノプロダクツ株式会社製コーネックス）５０重量％の混綿ウェブに変更する以外は、請求項１と同様にして積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００３７】
［比較例５］
繊維ウェブを単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍの酸化アクリルステープルファイバー（東邦テナックス株式会社製パイロメックス）５０重量％、単繊維繊度が１．７ｄｔｅｘ、繊維長が５０ｍｍのパラ型芳香族ポリアミドステープルファイバー（帝人アラミドＢ．Ｖ．社製トワロン）５０重量％の混綿ウェブに変更する以外は、請求項１と同様にして積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００３８】
［比較例６］
繊維ウェブを単繊維繊度が２．２ｄｔｅｘ、繊維長が５１ｍｍのメタ型芳香族ポリアミドステープルファイバー（帝人テクノプロダクツ株式会社製コーネックス）５０重量％、単繊維繊度が１．７ｄｔｅｘ、繊維長が５０ｍｍのパラ型芳香族ポリアミドステープルファイバー（帝人アラミドＢ．Ｖ．社製トワロン）５０重量％の混綿ウェブに変更する以外は、請求項１と同様にして積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００３９】
［比較例７］
繊維ウェブ目付を高くする以外は、請求項１と同様にして積層繊維構造体を製造した。結果を表１に示す。
【００４０】
【表１】
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明の積層繊維構造体は、難燃性が要求されるクッション材、断熱材として利用することができる。
【符号の説明】
【００４２】
ａ ステンレス板
ｂ 不織布
【特許請求の範囲】
【請求項１】
織布の少なくとも片面に繊維ウェブが積層されてなる積層繊維構造体であって、下記要件ａ）〜ｄ）を満足することを特徴とする難燃積層繊維構造体。
ａ）繊維ウェブが、耐炎化繊維のステープルファイバー、メタ型芳香族ポリアミドステープルファイバー、及び、パラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーを含む
ｂ）積層繊維構造体の目付が１００〜７００ｇ／ｍ２である
ｃ）織布の目付が４０〜１５０ｇ／ｍ２である
ｄ）織布と繊維ウェブを構成する繊維同士が少なくとも一部で交絡している
【請求項２】
耐炎化繊維が、ポリアクリルニトリル繊維をプレオキシダイズドした酸化アクリル繊維である請求項１記載の難燃積層繊維構造体。
【請求項３】
パラ型芳香族ポリアミドが、ポリパラフェニレンテレフタルアミドポリアミドまたはコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドである請求項１〜２いずれかに記載の難燃積層繊維構造体。
【請求項４】
織布が、有機繊維、天然繊維、金属繊維のいずれか１つあるいはこれらの２以上の組合せからなることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の難燃積層繊維構造体。
【請求項５】
ニードルパンチ処理及び／又はスパンレース処理により、織布と繊維ウッブを構成する繊維同士が交絡している請求項１〜４いずれかに記載の難燃積層繊維構造体。
【請求項６】
織布に対する繊維ウェブの重量比が２〜１０である請求項１〜５いずれかに記載の難燃積層繊維構造体。
【請求項７】
繊維ウェブの全重量に対する耐炎化繊維のステープルファイバーの重量が１０〜３０重量％である請求項１〜６いずれかに記載の難燃積層繊維構造体。
【請求項１】
織布の少なくとも片面に繊維ウェブが積層されてなる積層繊維構造体であって、下記要件ａ）〜ｄ）を満足することを特徴とする難燃積層繊維構造体。
ａ）繊維ウェブが、耐炎化繊維のステープルファイバー、メタ型芳香族ポリアミドステープルファイバー、及び、パラ型芳香族ポリアミドステープルファイバーを含む
ｂ）積層繊維構造体の目付が１００〜７００ｇ／ｍ２である
ｃ）織布の目付が４０〜１５０ｇ／ｍ２である
ｄ）織布と繊維ウェブを構成する繊維同士が少なくとも一部で交絡している
【請求項２】
耐炎化繊維が、ポリアクリルニトリル繊維をプレオキシダイズドした酸化アクリル繊維である請求項１記載の難燃積層繊維構造体。
【請求項３】
パラ型芳香族ポリアミドが、ポリパラフェニレンテレフタルアミドポリアミドまたはコポリパラフェニレン・３，４’−オキシジフェニレン・テレフタルアミドである請求項１〜２いずれかに記載の難燃積層繊維構造体。
【請求項４】
織布が、有機繊維、天然繊維、金属繊維のいずれか１つあるいはこれらの２以上の組合せからなることを特徴とする請求項１〜３いずれかに記載の難燃積層繊維構造体。
【請求項５】
ニードルパンチ処理及び／又はスパンレース処理により、織布と繊維ウッブを構成する繊維同士が交絡している請求項１〜４いずれかに記載の難燃積層繊維構造体。
【請求項６】
織布に対する繊維ウェブの重量比が２〜１０である請求項１〜５いずれかに記載の難燃積層繊維構造体。
【請求項７】
繊維ウェブの全重量に対する耐炎化繊維のステープルファイバーの重量が１０〜３０重量％である請求項１〜６いずれかに記載の難燃積層繊維構造体。
【図１】
【公開番号】特開２０１２−６２６０８（Ｐ２０１２−６２６０８Ａ）
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２０９２８９（Ｐ２０１０−２０９２８９）
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（３０３０１３２６８）帝人テクノプロダクツ株式会社 (504)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年３月２９日（２０１２．３．２９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年９月１７日（２０１０．９．１７）
【出願人】（３０３０１３２６８）帝人テクノプロダクツ株式会社 (504)
【Ｆターム（参考）】
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