日本研發(fā)消防服用納米結(jié)構(gòu)纖維 可抑制火傷
2011-12-02
作為新能源產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機構(gòu)（NEDO）納米技術(shù)?尖端材料實用化研究開發(fā)業(yè)務(wù)的一部分，帝人特克諾產(chǎn)品公司和細川密克隆公司共同開發(fā)了采用納米結(jié)構(gòu)纖維的隔熱性、舒適性優(yōu)異的消防服材料。該發(fā)明已申請專利7項。
開發(fā)對象是由寄予熱傳導(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)以納米級控制的纖維狀物質(zhì)的總稱。
*2 芳綸纖維：一般具有高強力、耐熱性、尺寸穩(wěn)定性、耐藥品性等的高功能纖維之一。
1 開發(fā)的背景
近年來，消防工作以首先實施人身財產(chǎn)的救助、防止火勢蔓延進入建筑物內(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消防服的功能要求以確保消防員的活動安全（1）在進行滅火活動時，消防服需具有對火焰產(chǎn)生的高溫的隔熱性（2）消防服應(yīng)具有在滅火活動中抗疲勞和防止熱中癥等減輕身體負擔(dān)的舒適性。然而，至今的消防服無論講隔熱性或者舒適性哪個放在重點，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)品公司和細川密克隆公司將NEDO的納米技術(shù)?尖端材料實用化研究開發(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、舒適性優(yōu)異的先進消防服的開發(fā)”
另外，關(guān)于納米結(jié)構(gòu)纖維的解析和評價方法、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)過程中進行了指導(dǎo)，實現(xiàn)了了產(chǎn)、官、學(xué)三者同時合作。
2 開發(fā)的內(nèi)容
有效開發(fā)先進消防服，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)的開發(fā)
細川密克隆公司負責(zé)多功能納米粒子的開發(fā)和粒子表面處理技術(shù)的開發(fā)，確立了能夠進行向芳綸纖維中均勻分散隔熱性優(yōu)異的納米粒子開發(fā)和制造條件。
（2）納米結(jié)構(gòu)纖維的開發(fā)
帝人特克諾產(chǎn)品公司開發(fā)了將細川密克隆公司開發(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，由于被賦予熱擴散功能，該技術(shù)可提高面料的隔熱性能。
由于熱擴散功能，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)纖維時相比，表現(xiàn)出了了約40％的火傷抑制（下述照片?圖參照《帝人特科諾產(chǎn)品公司調(diào)查》），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％。
性能試驗的結(jié)果，成功地以高水平兼?zhèn)淞似癖徽J為是世界最嚴格的北美的消防服性能和所謂世界最高水平的日本消防服的舒適性能的相反功能。
*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年由國際標準化機構(gòu)作為國際標準制定的ISO11613：1999“消防隊員用防護服?試驗方法和性能要求”中，一?記載了北美型和歐洲型兩種規(guī)格。對北美型要求更高的防護性能，歐洲型重視舒適性。日本有根據(jù)歐洲型的日本防火協(xié)會防火性能標準。
*5根據(jù)ISO17492依據(jù)的“ThermalPerformanceProperty(TPP)”試驗的。
*6根據(jù)評價ASTMF1868依據(jù)的“總熱量損失：TotalHeatLoss(THL)”這種熱應(yīng)力緩和功能試驗的
4 今后的展望
今后，將以基于在消防服上應(yīng)用為目標，確立并推進纖維材料量產(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，同時，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，采用添加二氧化鈦、二氧化硅系的無機復(fù)合納米粒子與阻燃性的提高可以一起實現(xiàn)熱收縮抑制。我們將繼續(xù)期待并拓展迄今尚未開發(fā)使用的有機材料的其他多種用途。來源：全球紡織網(wǎng)