(57)【要約】【課題】より高温に耐えうる耐火材等を提供する。【解決手段】耐火材２は、多孔質な基材２１と、基材の複数の孔部２４内に配置された酸化金属微粒子（酸化タングステン微粒子２３）とを備えている。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
多孔質な基材と、
前記基材の複数の孔部内に配置された酸化金属微粒子とを備える耐火材。
【請求項２】
前記酸化金属微粒子は、酸化タングステン微粒子である
請求項１に記載の耐火材。
【請求項３】
前記酸化金属微粒子は、０．１μｍ以上１５μｍ以下の粒径である
請求項１または２に記載の耐火材。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の耐火材から形成された服。
【請求項５】
請求項１〜３のいずれか一項に記載の耐火材から形成された建材。
【請求項６】
多孔質な基材に対して、酸化金属微粒子を含む懸濁液を含浸することで、前記基材の複数の孔部内に前記酸化金属微粒子を配置する
耐火材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、耐火材、服、建材及び耐火材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、耐火材の一つである耐炎耐熱布帛には、メタ型芳香族ポリアミド繊維とポリ塩化ビニル繊維とを含む布帛であって、該布帛中に含まれるポリ塩化ビニル繊維の重量比率を布帛全重量に対して５〜５０重量％としたものが知られている（例えば、特許文献１を参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２２１７５４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記した耐火材では、化学繊維が採用されているために、例えば１０００度以上の高温下では耐えられないのが実状である。
【０００５】
そこで、本発明は、より高温に耐えうる耐火材、服、建材及び耐火材の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る耐火材は、多孔質な基材と、基材の複数の孔部内に配置された酸化金属微粒子とを備えている。
【０００７】
また、本発明の一態様に係る服は、上記耐火材から形成されている。
【０００８】
また、本発明の一態様に係る建材は、上記耐火材から形成されている。
【０００９】
また、本発明の一態様に係る耐火材の製造方法は、多孔質な基材に対して、酸化金属微粒子を含む懸濁液を含浸することで、基材の複数の孔部内に酸化金属微粒子を配置する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、より高温に耐えうる耐火材、服、建材及び耐火材の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、実施の形態１に係る服を示す斜視図である。
【図２】図２は、実施の形態１に係る耐火材の一部を拡大して示す断面図である。
【図３】図３は、実施の形態１に係る耐火材の製造方法の流れを示すフローチャートである。
【図４】図４は、実施の形態２に係る建材の概略構成を示す斜視図である。
【図５】図５は、実施の形態２に係る建材の表面部分の拡大写真である。
【図６】図６は、実施の形態２に係る建材を模式的に拡大して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下では、本発明の実施の形態に係る耐火材について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施の形態は、いずれも本発明の一具体例を示すものである。したがって、以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置及び接続形態などは、一例であり、本発明を限定する趣旨ではない。よって、以下の実施の形態における構成要素のうち、本発明の最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。
【００１３】
また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。したがって、例えば、各図において縮尺などは必ずしも一致しない。また、各図において、実質的に同一の構成については同一の符号を付しており、重複する説明は省略又は簡略化する。
【００１４】
［実施の形態１］
［構成］
まず、本実施の形態に係る服１の概要について、図１を用いて説明する。図１は、実施の形態１に係る服１を示す斜視図である。
【００１５】
ここで、服１とは、耐火性を有する衣服である。本実施の形態では、服１が上衣である場合を例示して説明するが、服は下衣であってもよい。図１に示すように、服１は、柔軟性のあるシート状の耐火材２を縫製することで形成されている。以降、耐火材２について詳細に説明する。
【００１６】
図２は、実施の形態１に係る耐火材２の一部を拡大して示す断面図である。なお、図２においては、耐火材２の表面近傍部分を、表面に平行な面で切断した断面図である。図２に示すように、耐火材２は、柔軟性を有する基材２１と、複数の酸化タングステン微粒子２３とを備えている。
【００１７】
基材２１は、多孔質な基材であり、例えば、天然繊維及び化学繊維の少なくとも一つからなる不織布である。不織布である基材２１は、多数の繊維２２が絡み合うことで形成されている。図２に示すように、基材２１を拡大して示すと、隣り合う繊維２２の間には、孔部２４が形成されている。基材２１の全体としては多数の孔部２４が形成されており、基材２１は多孔質な基材といえる。
【００１８】
なお、本実施の形態では、耐火材２をなす基材２１として不織布を例示して説明したが、耐火材２をなす基材２１は、柔軟性を有する多孔質な布であれば如何様でもよい。その他の基材２１としては、織物、編物などが挙げられる。織物、編物であると、天然繊維及び化学繊維の少なくとも一つからなる糸が用いられている。この糸をなす隣り合う繊維の間には、孔部が形成されている。つまり、織物及び編物においても、全体として多数の孔部が形成されており、編物及び織物は多孔質な基材といえる。
【００１９】
酸化タングステン微粒子２３は、酸化タングステン（ＷＯ３）からなる粉体であり、その粒径（平均粒径）は０．１μｍ以上１５μｍ以下の粒径である。酸化タングステン微粒子２３は、基材２１の複数の孔部２４内に配置されている。具体的には、酸化タングステン微粒子２３は、基材２１の複数の孔部２４のうち、当該酸化タングステン微粒子２３の粒径よりも大きなサイズの孔部２４内に配置されている。酸化タングステン微粒子２３は、一つの孔部２４内に１つだけ配置されていてもよいし、複数配置されていてもよい。なお、一つの孔部２４内に複数の酸化タングステン微粒子２３が配置されている場合には、複数の酸化タングステン微粒子２３は、当該孔部２４の奥行方向及び／または奥行方向に直交する方向に分散されていてもよい。また、酸化タングステン微粒子２３が複数の孔部２４の全ての内部に配置されていてもよいし、一部の孔部２４の内部にのみ配置されていてもよい。
【００２０】
［製造方法］
次に、本実施の形態に係る耐火材２の製造方法について説明する。図３は、実施の形態１に係る耐火材２の製造方法の流れを示すフローチャートである。この製造方法では、含浸処理を用いている。具体的には、図３に示すように、ステップＳ１では、複数の酸化タングステン微粒子２３が含有された懸濁液を準備する。ステップＳ２では、含浸装置の真空チャンバー内に基材２１を収容する。ステップＳ３では、真空チャンバー内を真空にする。ステップＳ４では、真空チャンバー内に懸濁液を注入する。これにより、基材２１の孔部２４内に懸濁液が含浸されることにより、当該孔部２４内に酸化タングステン微粒子２３が配置される。ステップＳ５では、基材２１を真空チャンバーから取り出して、基材２１に対する洗浄、乾燥等を行うことにより、懸濁液の液体を除去して、耐火材２が完成する。なお、懸濁液の液体の種類によっては、当該液体を基材２１から除去しなくてもよい場合もある。
【００２１】
なお、ここで説明した製造方法は、一例であり、その他の含浸処理を用いることが可能である。その他の含浸方法としては、例えば、複数の酸化タングステン微粒子２３が含有された懸濁液に基材２１を浸漬し、高圧をかけることで基材２１の孔部２４内に酸化タングステン微粒子２３を含浸する処理方法が挙げられる。
【００２２】
［効果など］
以上のように、本実施の形態に係る耐火材２は、多孔質な基材２１と、基材の複数の孔部２４内に配置された酸化タングステン微粒子２３とを備えている。
【００２３】
また、本実施の形態に係る服１は、上記耐火材２から形成されている。
【００２４】
また、本実施の形態に係る耐火材２の製造方法は、多孔質な基材２１に対して、酸化タングステン微粒子２３を含む懸濁液を含浸することで、基材２１の複数の孔部２４内に酸化タングステン微粒子２３を配置する。
【００２５】
これによれば、多孔質な基材２１の複数の孔部２４内に、酸化タングステン微粒子２３が配置されているので、基材２１の全体を見ると、複数の酸化タングステン微粒子２３が分散された状態となっている。これらの酸化タングステン微粒子２３が基材２１の内部で基材２１を熱的に保護する。そして、酸化タングステン微粒子２３の融点は１０００℃以上であるので、耐火材２及び服１の耐熱温度をより高めることが可能である。また、酸化タングステン微粒子２３は、酸化物であるので燃焼しにくい。このため、耐火材２及び服１の耐火性を高めることができる。
【００２６】
また、基材２１の全体として複数の酸化タングステン微粒子２３が分散された状態となっているので、この酸化タングステン微粒子２３によって放射線を遮蔽することができる。
【００２７】
また、酸化タングステン微粒子２３は、０．１μｍ以上１５μｍ以下の粒径である。
【００２８】
これによれば、酸化タングステン微粒子２３の粒径が０．１μｍ以上１５μｍ以下であるので、基材２１をなす繊維２２間の微小な隙間（孔部２４）に酸化タングステン微粒子２３を配置することができる。
【００２９】
［実施の形態２］
実施の形態１では、耐火材２が服１に採用された場合を例示した。この実施の形態２では、耐火材が建材に採用される場合について説明する。なお、以下の説明で、上記実施の形態１と同一の部分については、同一の符号を付してその説明を省略する場合がある。
【００３０】
図４は、実施の形態２に係る建材１０の概略構成を示す斜視図である。図５は、実施の形態２に係る耐火材２Ａの表面部分の拡大写真である。図６は、実施の形態２に係る耐火材２Ａを模式的に拡大して示す断面図である。
【００３１】
図４〜図６に示すように、建材１０は、耐火材２Ａから形成されている。この耐火材２Ａは、実施の形態１と同様の含浸処理を用いた製造方法によって製造されている。耐火材２Ａは、基材２１ａと、複数の酸化タングステン微粒子２３とを備えている。
【００３２】
基材２１ａは、木材であり、多数の導管を備えている。この導管が孔部２４ａをなす。なお、基材２１ａは建築物に用いられる多孔質な材料であればよい。例えば、木材以外の多孔質な基材としては、壁紙などの紙材、多孔質断熱材、多孔質防音材などが挙げられる。
【００３３】
酸化タングステン微粒子２３は、基材２１ａの複数の孔部２４ａ内に配置されている。具体的には、基材２１ａの複数の孔部２４のうち、酸化タングステン微粒子２３の粒径よりも大きなサイズの孔部２４ａ内に配置されている。酸化タングステン微粒子２３は、一つの孔部２４ａ内に１つだけ配置されていてもよいし、複数配置されていてもよい。また、酸化タングステン微粒子２３は、一つの孔部２４ａに対して奥行方向に複数配置されていてもよい。また、酸化タングステン微粒子２３が複数の孔部２４ａの全ての内部に配置されていてもよいし、一部の孔部２４ａの内部にのみ配置されていてもよい。
【００３４】
これによれば、多孔質な基材２１ａの複数の孔部２４ａ内に、酸化タングステン微粒子２３が配置されているので、基材２１ａの全体を見ると、複数の酸化タングステン微粒子２３が分散された状態となっている。これらの酸化タングステン微粒子２３が基材２１ａの内部で基材２１ａを熱的に保護する。そして、酸化タングステン微粒子２３の融点は１０００℃以上であるので、耐火材２Ａ及び建材１０の耐熱温度をより高めることが可能である。
【００３５】
［その他］
以上、本発明に係る耐火材２、２Ａについて、上記実施の形態１、２に基づいて説明したが、本発明は、上記の実施の形態に限定されるものではない。
【００３６】
例えば、上記実施の形態１、２では、基材２１、２１ａに含浸される酸化金属微粒子として、酸化タングステン微粒子を例示して説明した。しかし、その他の酸化金属微粒子を、基材２１、２１ａに対して含浸させても、耐火材２、２Ａの耐熱温度を高めることが可能である。例えば、基材２１、２１ａの融点若しくは発火点よりも高い融点を持つ酸化金属微粒子を採用することがよい。なお、発火点は、その物質特有の定数がないことが知られている。このため、基材２１、２１ａの材料、形状、使用状況等の各種条件を確定させて、実験、シミュレーション等によって発火点を測定し、その測定結果を酸化金属微粒子の選定時に用いればよい。
【００３７】
その他の酸化金属微粒子をなす酸化金属としては、例えば、塩基性酸化物、両性酸化物、酸化鉱物などが挙げられる。塩基性酸化物には、例えば、酸化ナトリウム（Ｎａ２Ｏ）、酸化カリウム（Ｋ２Ｏ）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化バリウム（ＢａＯ）、酸化銀（Ａｇ２Ｏ）、酸化クロム（ＣｒＯ）、酸化マンガン（ＭｎＯ）、酸化鉄（ＦｅＯ）、酸化ビスマス（Ｂｉ２Ｏ３）が挙げられる。両性酸化物には、例えば、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ）、酸化鉛（ＰｂＯ）などが挙げられる。酸化鉱物としては、例えば、石英（ＳｉＯ２）、磁鉄鉱（Ｆｅ３Ｏ４）、コランダム（Ａｌ２Ｏ３、不純物によりルビー、サファイア）、酸化チタン（ルチル：ＴｉＯ２）ジルコニア（ＺｒＯ２）、スピネル（ＭｇＡｌ２Ｏ４）、酸化モリブデン（ＭｏＯ３）などが挙げられる。
【００３８】
また、含浸処理の程度を調整することによって、基材２１、２１ａの深部まで酸化金属微粒子を浸透させてもよいし、基材２１、２１ａの表層のみに酸化金属微粒子を浸透させてもよい。耐火材２、２Ａの用途、または耐火材２、２Ａが求められる性能に応じて、酸化金属微粒子の配置箇所を調整することが可能である。
【００３９】
その他、各実施の形態に対して当業者が思いつく各種変形を施して得られる形態や、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で各実施の形態における構成要素及び機能を任意に組み合わせることで実現される形態も本発明に含まれる。
【符号の説明】
【００４０】
１  服
２、２Ａ  耐火材
２Ａ  耐火材
１０  建材
２１、２１ａ  基材
２３  酸化タングステン微粒子（酸化金属微粒子）
２４、２４ａ  孔部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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