日本成功開(kāi)發(fā)消防服用納米結(jié)構(gòu)纖維

　　作為新能源·產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開(kāi)發(fā)機(jī)構(gòu)(NEDO)納米技術(shù)·尖端材料實(shí)用化研究開(kāi)發(fā)業(yè)務(wù)的一部分，帝人特克諾產(chǎn)品公司和細(xì)川密克隆公司共同開(kāi)發(fā)了采用納米結(jié)構(gòu)纖維*1的隔熱性·舒適性?xún)?yōu)異的消防服材料。該發(fā)明已申請(qǐng)專(zhuān)利7項(xiàng)。

　　開(kāi)發(fā)對(duì)象是由寄予熱傳導(dǎo)納米尺寸碳系超微粒子復(fù)合化到芳綸纖維*2的納米結(jié)構(gòu)纖維組成的纖維材料，使用這種纖維材料，可以使消防服輕量化并抑制火傷。

　　*1納米結(jié)構(gòu)纖維：表面和內(nèi)部結(jié)構(gòu)以納米級(jí)控制的纖維狀物質(zhì)的總稱(chēng)。

　　*2芳綸纖維：一般具有高強(qiáng)力、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、耐藥品性等的高功能纖維之一。

　　1開(kāi)發(fā)的背景

　　近年來(lái)，消防工作以首先實(shí)施人身財(cái)產(chǎn)的救助、防止火勢(shì)蔓延進(jìn)入建筑物內(nèi)，最后到極限接近火源，有效滅火為主。由此產(chǎn)生了以下主要兩種對(duì)消防服的功能要求以確保消防員的活動(dòng)安全(1)在進(jìn)行滅火活動(dòng)時(shí)，消防服需具有對(duì)火焰產(chǎn)生的高溫的隔熱性(2)消防服應(yīng)具有在滅火活動(dòng)中抗疲勞和防止熱中癥等減輕身體負(fù)擔(dān)的舒適性。然而，至今的消防服無(wú)論講隔熱性或者舒適性哪個(gè)放在重點(diǎn)，高水平的兼顧兩者都很困難。

　　在這種狀況下，帝人特克諾產(chǎn)品公司和細(xì)川密克隆公司將NEDO的納米技術(shù)·尖端材料實(shí)用化研究開(kāi)發(fā)事業(yè)(納米技術(shù)挑戰(zhàn))的作為課題之一，共同從事了“使用納米結(jié)構(gòu)纖維的隔熱、耐熱、舒適性?xún)?yōu)異的先進(jìn)消防服的開(kāi)發(fā)”

　　另外，關(guān)于納米結(jié)構(gòu)纖維的解析和評(píng)價(jià)方法、粒子分散方法等，東京工業(yè)大學(xué)谷岡明彥教授、東京農(nóng)工大學(xué)神谷秀博教授的也在研發(fā)過(guò)程中進(jìn)行了指導(dǎo)，實(shí)現(xiàn)了了產(chǎn)、官、學(xué)三者同時(shí)合作。

　　2開(kāi)發(fā)的內(nèi)容

　　有效開(kāi)發(fā)先進(jìn)消防服，提高纖維材料功能。

　　(1)多功能納米粒子和粒子表面處理技術(shù)的開(kāi)發(fā)

　　細(xì)川密克隆公司負(fù)責(zé)多功能納米粒子的開(kāi)發(fā)和粒子表面處理技術(shù)的開(kāi)發(fā)，確立了能夠進(jìn)行向芳綸纖維中均勻分散隔熱性?xún)?yōu)異的納米粒子開(kāi)發(fā)和制造條件。

　　(2)納米結(jié)構(gòu)纖維的開(kāi)發(fā)

　　帝人特克諾產(chǎn)品公司開(kāi)發(fā)了將細(xì)川密克隆公司開(kāi)發(fā)的多功能納米粒子復(fù)合化到芳綸纖維中的納米結(jié)構(gòu)纖維。并且開(kāi)發(fā)了將這種納米結(jié)構(gòu)纖維布料化而作為里子料使用的消防服用壓層結(jié)構(gòu)體。

　　3纖維的特征

　　開(kāi)發(fā)的材料，是在由被叫做“最外層”、“中間層”、“隔熱(最內(nèi))層”3層結(jié)構(gòu)組成的消防服中，使用相當(dāng)于要求遮蔽到肌膚的熱量這種功能的隔熱層里子料的纖維材料，這在芳綸纖維“特科諾拉*”的纖維內(nèi)，使用細(xì)川密克隆公司擁有的高度粒子表面處理技術(shù)和帝人特科諾產(chǎn)品公司的混煉·紡絲技術(shù)，均勻分散納米尺寸的碳系超微粒子，比通常的芳綸纖維大幅度提高熱傳導(dǎo)率，由于被賦予熱擴(kuò)散功能，該技術(shù)可提高面料的隔熱性能。由于熱擴(kuò)散功能，從暴露于火焰和熱量起，分散了侵入消防服內(nèi)的熱量，與不使用納米結(jié)構(gòu)纖維時(shí)相比，表現(xiàn)出了了約40%的火傷*3抑制，另外，與傳統(tǒng)的消防服里子料比較，如果是同樣的隔熱水平，布料可以輕量化15%。{page_break}

　　性能試驗(yàn)的結(jié)果，成功地以高水平兼?zhèn)淞似癖徽J(rèn)為是世界最嚴(yán)格*4的北美的消防服性能*5和所謂世界最高水平的日本消防服的舒適性能*6的相反功能。

　　*3這里指2度火傷(傷害部位：基底層～真皮)和3度火傷(傷害部位：皮下組織)。

　　*4在1999年由國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)作為國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)制定的ISO11613：1999“消防隊(duì)員用防護(hù)服–試驗(yàn)方法和性能要求”中，一併記載了北美型和歐洲型兩種規(guī)格。對(duì)北美型要求更高的防護(hù)性能，歐洲型重視舒適性。日本有根據(jù)歐洲型的日本防火協(xié)會(huì)防火性能標(biāo)準(zhǔn)。

　　*5根據(jù)ISO17492依據(jù)的“ThermalPerformanceProperty(TPP)”試驗(yàn)的。

　　*6根據(jù)評(píng)價(jià)ASTMF1868依據(jù)的“總熱量損失：TotalHeatLoss(THL)”這種熱應(yīng)力緩和功能試驗(yàn)的

　　4今后的展望

　　今后，將以基于在消防服上應(yīng)用為目標(biāo)，確立并推進(jìn)纖維材料量產(chǎn)技術(shù)。而且，這種芳綸纖維基礎(chǔ)的納米結(jié)構(gòu)纖維可改變分散在纖維內(nèi)部的功能性納米粒子的種類(lèi)，同時(shí)，能夠不損傷芳綸纖維的物性而賦予導(dǎo)電性和電磁波屏蔽性等各種功能。譬如說(shuō)，采用添加二氧化鈦·二氧化硅系的無(wú)機(jī)復(fù)合納米粒子與阻燃性的提高可以一起實(shí)現(xiàn)熱收縮抑制。我們將繼續(xù)期待并拓展迄今尚未開(kāi)發(fā)使用的有機(jī)材料的其他多種用途。