JP2014000710A - 複合繊維構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】建築物の内壁用や天井用などとして好適に用いることができる、難燃性および軽量性および剛性に優れた複合繊維構造体を提供する。
【解決手段】主体繊維と熱接着性短繊維を含む繊維構造体の少なくとも１表面または内部に不燃シートを積層して複合繊維構造体を得る。
【選択図】図１

Description

本発明は、建築物の内壁用や天井用などとして好適に用いることができる、難燃性および軽量性および剛性に優れた複合繊維構造体に関するものである。

従来、一般住宅や公共建築物の天井パネルとして、石膏ボードからなる難燃性パネルが使用されている。しかしながら、地震発生時に、石膏ボードからなるパネルはボードが重いため強い揺れによりボード自体に亀裂がはいったり、落下するおそれがあった。

その軽量化として、軽量化された石膏硬化体にカット性が良好な補強材を配合したり、鉱物質繊維と有機質繊維とを含む水性スラリーを抄造したものなどが提案されているが、軽量性の点でまだ満足とはいえなかった（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

また、繊維タイプとして、無機長繊維によるシート状織物と難燃不織布シートとの間に難燃樹脂層を設け、難燃不織布シートと難燃樹脂層とを部分的に接着したものが提案されているが、剛性の点でまだ満足とはいえなかった（例えば、特許文献３参照）。

特開２００６−２５７６３７号公報 特開平６−４７８２６号公報 特開２００１−１３１５０４号公報

本発明の目的は、建築物の内壁用や天井用などとして好適に用いることができる、難燃性および軽量性および剛性に優れた複合繊維構造体を提供することにある。

本発明者らは、主体繊維と熱接着性短繊維を含む繊維構造体に不燃シートを積層することにより、難燃性および軽量性および剛性に優れた複合繊維構造体が得られることを見出し、さらに鋭意検討を重ねることにより本発明を完成するに至った。

かくして、本発明によれば「主体繊維と熱接着性短繊維を含む繊維構造体の少なくとも１表面または内部に不燃シートを積層してなることを特徴とする複合繊維構造体。」が提供される。
その際、前記不燃シートが無機繊維シートまたは金属シートであることが好ましい。また、前記繊維構造体が、主体繊維と熱接着性短繊維とが重量比率で９５／５〜５／９５となるように混綿され、前記熱接着性短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および／または前記熱接着性短繊維と前記主体繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在してなる繊維構造体であることが好ましい。また、前記主体繊維と熱接着性短繊維が繊維構造体の厚さ方向に配列していることが好ましい。また、前記繊維構造体の密度が２０〜２００ｋｇ／ｍ^３の範囲内であることが好ましい。また、前記繊維構造体の厚さが２〜４０ｍｍの範囲内であることが好ましい。また、前記繊維構造体の目付けが６００ｇ／ｍ^２以下であることが好ましい。

本発明の複合繊維構造体において、輻射電気ヒーターから複合繊維構造体の表面に５０ｋＷ／ｍ^２の輻射熱を２０分間照射した際、最高発熱速度が１０秒以上連続して２００ｋＷ／ｍ^２を越えないことが好ましい。また、輻射電気ヒーターから複合繊維構造体の表面に５０ｋＷ／ｍ^２の輻射熱を２０分間照射した際、総発熱量が８ＭＪ／ｍ^２以下であることが好ましい。また、輻射電気ヒーターから複合繊維構造体の表面に５０ｋＷ／ｍ^２の輻射熱を２０分間照射した際、裏面まで貫通する亀裂または穴が発生しないことが好ましい。また、複合繊維構造体が建築物の内壁用または天井用であることが好ましい。

本発明によれば、建築物の内壁用や天井用などとして好適に用いることができる、難燃性および軽量性および剛性に優れた複合繊維構造体が得られる。

本発明の複合繊維構造体の縦断面図を示す。 繊維構造体の中で、熱接着性複合短繊維または主体繊維の配列の方向を説明するための図である。 本発明の複合繊維構造体において用いることのできる、繊維構造体の一例の縦断面図を示す。

本発明において、主体繊維と熱接着性短繊維を含む繊維構造体の少なくとも１表面または内部に不燃シートが積層されている。
ここで、前記主体繊維として利用可能な繊維としては各種繊維を使用できるが、耐久性、価格等の点よりポリエステル系短繊維が好ましい。ポリエチレンテレフタレート、ポリトリ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−１，４−ジメチルシクロヘキサンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリピバロラクトン、ポリ乳酸（ＰＬＡ）、ステレオコンプレックスポリ乳酸、バイオ素材を原料とするポリエステルまたはこれらの共重合体エステルからなる短繊維ないしそれら繊維の混綿体、または上記のポリマーのうち２種以上からなる複合繊維、などが好適に例示される。短繊維の断面形状は円形、偏平、異形または中空のいずれであってもよい。とりわけポリエチレンテレフタレートまたはその共重合体からなる短繊維が好ましい。もちろん、マテリアルリサイクルやケミカルリサイクルされたポリエチレンテレフタレートを使用することもかまわない。また、特定のリン化合物およびチタン化合物を含む触媒を用いて得られたポリエステルでもよい。

また、主体繊維が、ナイロン６、ナイロン６６等のポリアミド、その他ポリオレフィン、アクリル、モダクリル、アラミド繊維等の合成繊維や、カーボン繊維、ガラス繊維等の無機繊維さらには、レーヨン、および絹、綿、麻、羊毛等の天然繊維や雑綿であってもよい。

前記主体繊維は単独ポリマーからなる繊維だけでなく、サイドバイサイド型や芯鞘型などの複合繊維でもよい。また、難燃剤を添加した繊維や異型断面繊維でもよい。主体繊維は１種類でもよいし複数の種類を組合せてもよい。
前記主体繊維において、その単繊維繊度は優れた剛性を得る上で１ｄｔｅｘ以上（より好ましくは１〜３０ｄｔｅｘ、特に好ましくは６〜１０ｄｔｅｘ）であることが好ましい。該単繊維繊度が１ｄｔｅｘよりも小さいと、複合繊維構造体の剛性が低下するおそれがある。

また、前記主体繊維において捲縮が付与されていることが好ましい。その際、捲縮数は４〜２５個／２．５４ｃｍ、捲縮度は２０〜４０％が好ましい。この捲縮数や捲縮度が前記範囲よりも小さいとウエブの嵩が出にくくなったり、ウエブ化が困難になったりするおそれがある。逆に、捲縮数や捲縮度が前記範囲よりも大きすぎると、ウエブ化の際に繊維の絡みが強くなり筋状のムラ等の欠点が発生するおそれがある。

前記主体繊維において、繊維長は５ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは３０〜１００ｍｍである。該繊維長が５ｍｍよりも小さいと十分な剛性が得られないおそれがある。逆に該繊維長が１００ｍｍよりも大きいと、工程安定性が損なわれるおそれがある。

前記繊維構造体としては、前記主体繊維と熱接着性短繊維とが重量比率で９５／５〜５／９５となるように混綿され、前記熱接着性短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および／または前記熱接着性短繊維と前記主体繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在してなる繊維構造体であることが好ましい。

ここで、前記主体繊維を融着させる熱接着性複合短繊維は、前記主体繊維の融点より４０℃以上低い融点を有する低融点の熱融着成分が少なくとも繊維表面の一部に配された短繊維であり、加熱により少なくともその表面の一部が溶融し主体繊維または熱接着性複合短繊維同士と融着しうる短繊維である。この融点差が４０℃未満であると、加工する温度が主体繊維の融点に近くなってしまい、前記主体繊維の物性が低下したり、成型時の収縮が大きくなってしまうおそれがある。

ここで、熱融着成分として配されるポリマーとしては、ポリウレタン系エラストマー、ポリエステル系エラストマー、非弾性ポリエステル系ポリマー及びその共重合物、ポリオレフィン系ポリマー及びその共重合物、ポリビニルアルコ−ル系ポリマー等を挙げることができ、ポリウレタン系エラストマーとしては、分子量が５００〜６０００程度の低融点ポリオール、例えばジヒドロキシポリエーテル、ジヒドロキシポリエステル、ジヒドロキシポリカーボネート、ジヒドロキシポリエステルアミド等と、分子量５００以下の有機ジイソシアネート、例えばｐ，ｐ’−ジフェニールメタンジイソシアネート、トリレンジイソシアネート、イソホロンジイソシアネート水素化ジフェニールメタンイソシアネート、キシリレンイソシアネート、２，６−ジイソシアネートメチルカプロエート、ヘキサメチレンジイソシアネート等と、分子量５００以下の鎖伸長剤、例えばグリコールアミノアルコールあるいはトリオールとの反応により得られるポリマーである。

これらのポリマーのうちで、特に好ましいのはポリオールとしてはポリテトラメチレングリコール、またはポリ−ε−カプロラクタムあるいはポリブチレンアジペートを用いたポリウレタンである。この場合の有機ジイソシアネートとしてはｐ，ｐ’−ビスヒドロキシエトキシベンゼンおよび１，４−ブタンジオールを挙げることができる。

また、ポリエステル系エラストマーとしては熱可塑性ポリエステルをハードセグメントとし、ポリ（アルキレンオキシド）グリコールをソフトセグメントとして共重合してなるポリエーテルエステル共重合体、より具体的にはテレフタル酸、イソフタル酸、フタル酸、ナフタレン−２，６−ジカルボン酸、ナフタレン−２，７−ジカルボン酸、ジフェニル−４，４’−ジカルボン酸、１，４−シクロヘキサンジカルボン酸等の脂環式ジカルボン酸、コハク酸、シュウ酸、アジピン酸、セバシン酸、ドデカンジ酸、ダイマー酸等の脂肪族ジカルボン酸またはこれらのエステル形成性誘導体などから選ばれたジカルボン酸の少なくとも１種と、１，４−ブタンジオール、エチレングリコールトリメチレングリコール、テトラメチレングリコール、ペンタメチレングリコール、ヘキサメチレングリコールネオペンチルグリコール、デカメチレングリコール等の脂肪族ジオールあるいは１，１−シクロヘキサンジメタノール、１，４−シクロヘキサンジメタノール、トリシクロデカンメタノール等の脂環式ジオール、またはこれらのエステル形成性誘導体などから選ばれたジオール成分の少なくとも１種、および平均分子量が約４００〜５０００程度のポリエチレングリコール、ポリ（１，２−および１，３−ポリプロピレンオキシド）グリコール、ポリ（テトラメチレンオキシド）グリコール、エチレンオキシドとプロピレンオキシドとの共重合体、エチレンオキシドとテトラヒドロフランとの共重合体等のポリ（アルキレンオキサイド）クリコールのうち少なくとも１種から構成される三元共重合体を挙げることができる。

特に、接着性や温度特性、強度の面からすればポリブチレン系テレフタレートをハード成分とし、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エステルが好ましい。この場合、ハードセグメントを構成するポリエステル部分は、主たる酸成分がテレフタル酸、主たるジオール成分がブチレングリコール成分であるポリブチレンテレフタレートである。むろん、この酸成分の一部（通常３０モル％以下）は他のジカルボン酸成分やオキシカルボン酸成分で置換されていても良く、同様にグリコール成分の一部（通常３０モル％以下）はブチレングリコール成分以外のジオキシ成分で置換されていても良い。また、ソフトセグメントを構成するポリエーテル部分はブチレングリコール以外のジオキシ成分で置換されたポリエーテルであってよい。

共重合ポリエステル系ポリマーとしては、アジピン酸、セバシン酸などの脂肪族ジカルボン酸、フタル酸、イソフタル酸、ナフタレンジカルボン酸などの芳香族ジカルボン酸類および／またはヘキサヒドロテレフタル酸、ヘキサヒドロイソフタル酸などの脂環式ジカルボン酸類と、ジエチレングリコール、ポリエチレングリコール、プロピレングリコール、パラキシレングリコールなどの脂肪族や脂環式ジオール類とを所定数含有し、所望に応じてパラヒドロキシ安息香酸などのオキシ酸類を添加した共重合エステル等を挙げることができ、例えばテレフタル酸とエチレングリコールとにおいてイソフタル酸および１，６−ヘキサンジオールを添加共重合させたポリエステル等が使用できる。

また、ポリオレフィンポリマーとしては、例えば低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、ポリプロピレン等をあげることができる。
上記の熱融着成分の中でも、共重合ポリエステル系ポリマーが特に好ましい。なお、上述のポリマー中には、各種安定剤、紫外線吸収剤、増粘分岐剤、艶消し剤、着色剤、その他各種の改良剤等も必要に応じて配合されていてもよい。

熱接着性複合短繊維において、熱融着成分の相手側成分としては前記のような非弾性のポリエステルが好まして例示される。その際、熱融着成分が、少なくとも１／２の表面積を占めるものが好ましい。重量割合は、熱融着成分と非弾性ポリエステルが、複合比率で３０／７０〜７０／３０の範囲にあるのが適当である。熱接着性複合短繊維の形態としては、特に限定されないが、熱融着成分と非弾性ポリエステルとが、サイドバイサイド、芯鞘型であるのが好ましく、より好ましくは芯鞘型である。この芯鞘型の熱接着性複合短繊維では、非弾性ポリエステルが芯部となり、熱融着成分が鞘部となるが、この芯部は同心円状、若しくは、偏心状にあってもよい。

かかる熱接着性複合短繊維において、その単繊維繊度は０．５〜１０ｄｔｅｘ（より好ましくは１〜３ｄｔｅｘ）であることが好ましい。
また、前記熱接着性複合短繊維において、繊維長は５ｍｍ以上が好ましく、より好ましくは３０〜１００ｍｍである。該繊維長が５ｍｍよりも小さいと十分な剛性が得られないおそれがある。逆に該繊維長が１００ｍｍよりも大きいと、工程安定性が損なわれるおそれがある。

前記の主体繊維と熱接着性複合短繊維を混綿させ、加熱処理することにより、前記熱接着性短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および／または前記熱接着性短繊維と前記主体繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在してなる繊維構造体が形成される。

その際、主体繊維と熱接着複合短繊維との重量比率は（主体繊維／熱接着複合短繊維）９５／５〜５／９５（より好ましくは９５／５〜６０／４０）であることが好ましい。熱接着複合短繊維の比率がこの範囲より少ない場合は、固着点が極端に少なくなり、繊維構造体の腰がなく形態保持が困難になるおそれがある。一方、熱接着複合短繊維の比率がこの範囲より多い場合は、接着点が多くなり接着が強くなりすぎカット性が低下するおそれがある。

また、前記繊維構造体において、主体繊維と熱接着複合短繊維が繊維構造体の厚さ方向に配列していると、不燃シートを積層することによりダンボール構造となって軽量性と剛性が向上し好ましい。例えば、吸音性を高めるため主体繊維として単繊維繊度の小さい繊維を用いた場合、その効果は顕著となる。
ここで、「厚さ方向に配列している」とは、繊維構造体の厚さ方向に対して平行に配列されている繊維の総本数を（Ｂ）とし、繊維構造体の厚さ方向に対して垂直に配列されている繊維の総本数を（Ａ）とするとき、Ｂ／Ａが１．５以上であることである。

このような繊維構造体を製造する方法には特に限定はなく、従来公知の方法を任意に採用すれば良いが、例えば主体繊維と熱接着性複合短繊維とを混綿し、ローラーカードにより均一なウエブとして紡出した後、特開２００８−６８７９９号公報の図１に示すような熱処理機を用いて、ウエブをアコーディオン状に折りたたみながら加熱処理し、熱融着による固着点を形成させる方法などが好ましく例示される。例えば特表２００２−５１６９３２号公報に示された装置（市販のものでは、例えばＳｔｒｕｔｏ社製Ｓｔｒｕｔｏ設備など）などを使用するとよい。

かかる繊維構造体の密度としては２０〜２００ｋｇ／ｍ^３の範囲内であることが好ましい。該密度が５０ｋｇ／ｍ^３よりも小さいと剛性が低下するおそれがある。逆に該密度が２００ｋｇ／ｍ^３よりも大きいと繊維構造体の硬度が大きくなりすぎカット性が困難になるだけでなく軽量性も損なわれるおそれがある。

また、前記繊維構造体の厚さとしては２〜４０ｍｍの範囲内であることが好ましい。該厚さが２ｍｍよりも小さいと剛性が低下するおそれがある。逆に、該厚さが４０ｍｍよりも大きいと複合繊維構造体を建築物の内壁用パネルまたは天井用パネルとして使用する際に取扱性が低下したりスペースの問題が発生するおそれがある。
また、前記繊維構造体の目付けとしては６００ｇ／ｍ^２以下（より好ましくは１００〜６００ｇ／ｍ^２）であることが好ましい。該目付けが６００ｇ／ｍ^２よりも大きいと複合繊維構造体の軽量性が損なわれるおそれがある。

本発明の複合繊維構造体は前記の繊維構造体の少なくとも１表面または内部に不燃シートを積層してなるものである。不燃シートを積層することにより剛性が向上すると同時に難燃性も付与される。
ここで、不燃シートとしては、建築基準法施行令（最終改正：平成２３年３月３０日政令４６号）に記載された評価基準を満足するものであれば特に限定されないが、難燃性および軽量性の点で無機繊維シートや金属シートが好ましい。

ここで、無機繊維シートとしては、例えば、ガラス繊維、カーボン繊維やロックウール等による、織編物や不織布などが例示される。また、金属シートとしては、鉄、アルミニウム、銅、ステンレス、チタン、アルミ・亜鉛合金メッキ鋼板、ホーロー鋼板、クラッド鋼板、ラミネート鋼板（塩ビ鋼板等）、サンドイッチ鋼板（制振鋼板等）等（これらを各種色調に塗装したカラー金属板を含む。）の一種をロール成形、プレス成形、押出成形等によってシート状に成形したものなどが例示される。

前記金属シートは、一般的な金属箔地を圧延して引き伸ばしたものが好ましく使用される。この場合、強度や経済性、壁材としての使用時の作業性を考慮すると厚さが５〜１００μｍの範囲内であることが好ましい。厚さが５μｍより小さいと、薄いため作業中に破れてしまうという問題が発生するおそれがある。逆に該厚さが１００μｍより大きいと、剛性が大きくなりすぎ壁や天井のＲ部に沿って曲げることが困難になり、使用時の挿入性や床、壁、屋根への型追従性といった作業性が低下するおそれがある。

本発明において、前記繊維構造体に不燃シートを積層する方法としては、前記繊維構造体を製造後、不燃シートを繊維構造体の上面または下面から重ね合わせ、ロールやベルト等で加熱圧着する方法が好ましい。その際、繊維構造体に含まれる熱接着性短繊維の再溶融により繊維構造体と不燃シートが接着するが、より接着強度を向上させるためにパウダー状、不織布状の接着剤を併用または代替使用することも可能である。

また、前記の繊維構造体を、厚み方向に対してほぼ垂直、または、必要に応じてやや斜めにスライサー設備等によりスライスし、スライスされた切断面にシート状物を貼り合わせてもよい。このように繊維構造体の切断面に前記シート状物を貼り合せることにより、繊維構造体の切断面が平坦なので、貼り合わせ後の前記シート状物表面も平坦になる。さらに、繊維が厚み方向に配列している場合は、繊維構造体に含まれる繊維との摩擦も増加し貼り合わせが容易となる。
なお、前記の繊維構造体に前記不燃シートを貼り合わせる際に繊維構造体の一面だけでなく複数の面や繊維構造の内部に複数枚貼り合わせてもさしつかえない。

本発明の複合繊維構造体は前記の構成を有するので、難燃性および軽量性および剛性に優れる。さらには吸音性にも優れる。
その際、難燃性としては、コーンカロリーメーターを使用し、ＩＳＯ５６６０−Ｆｉｒｅ ｔｅｓｔ−Ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｏ ｆｉｒｅ／Ｐａｒｔ１：Ｈｅａｔ ｒｅｌｅａｓｅ（建材試験情報１０ ‘９９、３９〜４１）に従って防火試験を行った際、輻射電気ヒーターから複合繊維構造体の表面に５０ｋＷ／ｍ^２の輻射熱を２０分間照射した際、最高発熱速度が１０秒以上連続して２００ｋＷ／ｍ^２を越えないことが好ましい。また、同様の防火試験を行った際、輻射電気ヒーターから複合繊維構造体の表面に５０ｋＷ／ｍ^２の輻射熱を２０分間照射した際、総発熱量が８ＭＪ／ｍ^２以下であることが好ましい。また、同様の防火試験を行った際、輻射電気ヒーターから複合繊維構造体の表面に５０ｋＷ／ｍ^２の輻射熱を２０分間照射した際、裏面まで貫通する亀裂または穴が発生しないことが好ましい。

また、剛性としては、ＪＩＳ Ｋ７２０３に準拠して５０ｍｍ（幅）×１５０ｍｍ（長さ）のサイズの試験片を用い、スパン１００ｍｍにて、１０ｍｍ／分の曲げ速度で最大の曲げ強さを測定して、３Ｎ／５ｃｍ以上（より好ましくは３〜３０Ｎ／５ｃｍ）であることが好ましい。

本発明の複合繊維構造体は難燃性および軽量性および剛性に優れるため、建築物の内壁用または天井用として特に好適に使用される。もちろん、自動車、新幹線、電車などの車両用部材（例えば、フロアーシート、天井材、ドア材、室内材）などとしても使用することができる。

なお、本発明の複合繊維構造体には、通常の染色加工や起毛加工が施されていてもよい。さらには、撥水加工、防炎加工、難燃加工、マイナスイオン発生加工など公知の機能加工が付加されていてもさしつかえない。さらには、本発明の目的が損なわれない範囲内であれば、他のシート状物などの付加物などを適宜付加してもよい。

次に本発明の実施例及び比較例を詳述するが、本発明はこれらによって限定されるものではない。なお、実施例中の各測定項目は下記の方法で測定した。

（１）融点
Ｄｕ Ｐｏｎｔ社製 熱示差分析計９９０型を使用し、昇温２０℃／分で測定し、融解ピークをもとめた。融解温度が明確に観測されない場合には、微量融点測定装置（柳本製作所製）を用い、ポリマーが軟化して流動を始めた温度（軟化点）を融点とする。なお、ｎ数５でその平均値を求めた。

（２）Ｂ／Ａ
繊維構造体を厚さ方向に切断し、その断面において、厚さ方向に対して平行に配列されている繊維（図２において０°≦θ≦４５°）の総本数を（Ｂ）とし、繊維構造体の厚さ方向に対して垂直に配列されている繊維（図２において４５°＜θ≦９０°）の総本数を（Ａ）としてＢ／Ａを算出した。なお、本数の測定は、任意の１０ヶ所について各々３０本の繊維を透過型光学顕微鏡で観察し、その数を数えた。

（３）難燃性
コーンカロリーメーターを使用し、ＩＳＯ５６６０−Ｆｉｒｅ ｔｅｓｔ−Ｒｅａｃｔｉｏｎ ｔｏ ｆｉｒｅ／Ｐａｒｔ１：Ｈｅａｔ ｒｅｌｅａｓｅ（建材試験情報１０ ‘９９、３９〜４１）に従って防火試験を行った。その際、輻射電気ヒーターから複合繊維構造体の表面に５０ｋＷ／ｍ^２の輻射熱を２０分間照射した。

（４）繊維構造体の厚さ（ｃｍ）
ＪＩＳ Ｋ６４００により測定した。

（５）繊維構造体の密度（ｇ／ｃｍ^３）
下記式により密度（ｇ／ｃｍ^３）を求めた。
密度（ｇ／ｃｍ^３）＝ウエブの目付け（ｇ／ｃｍ^２）／繊維構造体の厚さ（ｃｍ）

（６）単繊維径（μｍ）
電子顕微鏡で３５０倍に拡大し、ｎ数１０で単繊維径を測定し、その平均値を算出した。

（７）剛性（曲げ強さ）
ＪＩＳ Ｋ７２０３に準拠して５０ｍｍ（幅）×１５０ｍｍ（長さ）のサイズの試験片を用い、スパン１００ｍｍにて、１０ｍｍ／分の曲げ速度で最大の曲げ強さを測定し剛性（Ｎ／５ｃｍ）とした。

（８）吸音特（吸音率）
不燃シートが音源側に位置するよう試料を配し、吸音率を、ＪＩＳ−Ａ１４５による垂直入射吸音率であって、Ｂｒｕｅｌ＆Ｋｊａｒ社製マルチチャンネル分析システム３５５０型（ソフトウェア：ＢＺ５０８７型２チャンネル分析ソフトウェア）による２マイクロフォン法で測定した。

［実施例１］
主体繊維として帝人ファイバー（株）製ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）短繊維（単繊維繊度６．６ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、捲縮数９個／２．５４ｃｍ）を６０重量％、熱接着性短繊維として帝人ファイバー（株）製共重合ポリエチレンテレフタレート短繊維（単繊維繊度２．２ｄｔｅｘ、繊維長５１ｍｍ、捲縮数１１個／２．５４ｃｍ）４０重量％を開繊、混綿した後、不織布製造設備のカーディング、クロスレイヤーを経て、次にＳｔｒｕｔｏ社製Ｓｔｒｕｔｏ設備（特表２００２−５１６９３２号公報に示された装置と同様のもの）を使用して繊維を厚み方向に配列した不織布を作製した。引続き試料の両面から１４０〜２００℃の加熱処理を施してさらに加熱処理ゾーン出口にてローラで該不織布を圧縮して厚さを調節して目付け２４０ｇ／ｍ^２、厚さ２０ｍｍの繊維構造体を得た。

次いで、前記繊維構造体の上面にユニチカグラスファイバー株式会社製ガラスクロスＨ２０１（経糸と緯糸の打ち込み本数は、それぞれ４２本／／２５ｍｍ、３２本／２５ｍｍ、厚さは０．１７ｍｍ、重量は２１０ｇ／ｍ^２）を積層して熱ローラにて加熱圧縮を行い積層し、厚さ４ｍｍの複合繊維構造体（建築物の天井材）を得た。
該複合繊維構造体の難燃性を測定したところ、
（ｉ） ２０分間のサンプル面積に対する最高発熱速度が１４８ｋＷ／ｍ^２であった。
（ｉｉ） ２０分間のサンプル面積に対する総発熱量が５．２ＭＪ／ｍ^２であった。
（ｉｉｉ） ２０分間、裏面まで貫通する亀裂及び穴がなかった。
また、剛性は、縦方向が ７．９Ｎ／５ｃｍ、横方向が８．６Ｎ／５ｃｍと剛性が高いものであった。また、吸音性は、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ，３１５０Ｈｚ，４０００Ｈｚの吸音率がそれぞれ１５％、２５％、５４％、５０％となり、吸音性も高いものであった。

［実施例２］
実施例１のガラスクロスのかわりに住軽アルミ箔製アルミニウムシート（厚さ５０μｍ、目付８０ｇ／ｍ^２）を使用すること以外は、実施例１と同様にした。
該複合繊維構造体の難燃性を測定したところ、
（ｉ） ２０分間のサンプル面積に対する最高発熱速度が１４５ｋＷ／ｍ^２であった。
（ｉｉ） ２０分間のサンプル面積に対する総発熱量が６．２ＭＪ／ｍ^２であった。
（ｉｉｉ） ２０分間、裏面まで貫通する亀裂及び穴がなかった。
また、剛性は、縦方向が ３．７Ｎ／５ｃｍ、横方向が５．８Ｎ／５ｃｍと剛性が高いものであった。また、吸音性は、１０００Ｈｚ、２０００Ｈｚ，３１５０Ｈｚ，４０００Ｈｚの吸音率がそれぞれ１８％、２１％、６４％、５４％となり、吸音性も高いものであった。

［実施例３］
実施例１の繊維構成を、帝人ファイバー（株）製ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）短繊維６．６ｄｔｅｘ×５１ｍｍを４５重量％、帝人テクノプロダクツ（株）製耐熱アラミド繊維（コーネックス（登録商標）２．２ｄｔｅｘ×５１ｍｍを２５重量％、熱接着性短繊維として帝人ファイバー（株）製共重合ポリエチレンテレフタレート短繊維２．２ｄｔｅｘ×５１ｍｍを３０重量％に変えて目付３４０ｇ／ｍ^２、厚さ２０ｍｍの繊維構造体を作製した。

次いで、前記繊維構造体の上面にユニチカグラスファイバー株式会社製ガラスクロスＨ２０１（経糸と緯糸の打ち込み本数は、それぞれ４２本／／２５ｍｍ、３２本／２５ｍｍ、厚さは０．１７ｍｍ、重量は２１０ｇ／ｍ^２）を積層して熱ローラにて加熱圧縮を行い積層し、厚さ４ｍｍの複合繊維構造体（建築物の天井材）を得た。
該複合繊維構造体の難燃性を測定したところ、
（ｉ） ２０分間のサンプル面積に対する最高発熱速度が１４６ｋＷ／ｍ^２であった。
（ｉｉ） ２０分間のサンプル面積に対する総発熱量が５．６ＭＪ／ｍ^２であった。
（ｉｉｉ） ２０分間、裏面まで貫通する亀裂及び穴がなかった。
であり、重量が増加しているにもかかわらず、実施例１とほぼ同等の結果であった。これは、耐熱繊維をブレンドすることにより、発火、燃焼状態がＰＥＴのみの場合に比べてマイルドになるため総発熱量や最高発熱速度が抑制されたものと推定する。

［比較例１］
実施例１において、ガラスクロスを貼り合せること無しに、難燃性を測定したところ、燃焼、貫通状態となり、試験を中断した。

本発明によれば、建築物の内壁用や天井用などとして好適に用いることができる、難燃性および軽量性および剛性に優れた複合繊維構造体が得られ、その工業的価値は極めて大である。

１：不燃シート
２：繊維構造体
３：熱接着性複合短繊維または主体繊維
４：繊維構造体の厚さ方向
５：熱接着性複合短繊維また主体繊維の配列方向
６：繊維構造体
７：ウエブの山

Claims (11)

1. 主体繊維と熱接着性短繊維を含む繊維構造体の少なくとも１表面または内部に不燃シートを積層してなることを特徴とする複合繊維構造体。
2. 前記不燃シートが無機繊維シートまたは金属シートである、請求項１に記載の複合繊維構造体。
3. 前記繊維構造体が、主体繊維と熱接着性短繊維とが重量比率で９５／５〜５／９５となるように混綿され、前記熱接着性短繊維同士が交差した状態で熱融着された固着点および／または前記熱接着性短繊維と前記主体繊維とが交差した状態で熱融着された固着点とが散在してなる繊維構造体である、請求項１または請求項２に記載の複合繊維構造体。
4. 前記主体繊維と熱接着性短繊維が繊維構造体の厚さ方向に配列してなる、請求項１〜３のいずれかに記載の複合繊維構造体。
5. 前記繊維構造体の密度が２０〜２００ｋｇ／ｍ^３の範囲内である、請求項１〜４のいずれかに記載の複合繊維構造体。
6. 前記繊維構造体の厚さが２〜４０ｍｍの範囲内である、請求項１〜５のいずれかに記載の複合繊維構造体。
7. 前記繊維構造体の目付けが６００ｇ／ｍ^２以下である、請求項１〜６のいずれかに記載の複合繊維構造体。
8. 輻射電気ヒーターから複合繊維構造体の表面に５０ｋＷ／ｍ^２の輻射熱を２０分間照射した際、最高発熱速度が１０秒以上連続して２００ｋＷ／ｍ^２を越えない、請求項１〜７のいずれかに記載の複合繊維構造体。
9. 輻射電気ヒーターから複合繊維構造体の表面に５０ｋＷ／ｍ^２の輻射熱を２０分間照射した際、総発熱量が８ＭＪ／ｍ^２以下である、請求項１〜８のいずれかに記載の複合繊維構造体。
10. 輻射電気ヒーターから複合繊維構造体の表面に５０ｋＷ／ｍ^２の輻射熱を２０分間照射した際、裏面まで貫通する亀裂または穴が発生しない、請求項１〜９のいずれかに記載の複合繊維構造体。
11. 複合繊維構造体が建築物の内壁用または天井用である、請求項１〜１０のいずれかに記載の複合繊維構造体。

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