予備酸素化フィラメント不織布の応用

予酸化ポリアクリロニトリル繊維不織布（略称：PAN予酸化繊維不織布）は、ポリアクリロニトリル（PAN）を紡糸し、予酸化処理を施した機能性不織布です。優れた耐高温性、難燃性、耐腐食性、そして一定の機械的強度といった特長を有しています。また、高温下でも溶融・滴下せず、炭化が遅いため、安全性と耐候性に対する要求が極めて高い用途で広く使用されています。以下では、複数のコア応用分野から、応用シーン、コア機能、製品形態に至るまで、詳細な説明を行います。

1消防・救急分野

防火は、プレオキシレンフィラメント不織布の最も重要な応用分野の一つです。その難燃性と耐高温性は、人員の安全を直接的に確保します。主な用途は以下の通りです。

防火服の内層・断熱層

消防服は「難燃性」と「断熱性」という二つの要件を満たす必要があります。外層には通常、アラミド繊維などの高強度難燃性繊維が使用され、中間断熱層には予酸化処理された長繊維不織布が広く採用されています。この不織布は、200～300℃の高温下でも構造安定性を維持し、炎の輻射熱と伝導熱を効果的に遮断し、消防士の皮膚の火傷を防ぎます。また、裸火にさらされても（通常の化学繊維とは異なり）溶けたり滴り落ちたりしないため、二次的な傷害のリスクを軽減します。

注記：プレ酸化フィラメント不織布の表面密度（通常30～100g/㎡）は、保護レベルに応じて調整できます。表面密度が高い製品ほど、断熱効果が高くなります。

緊急脱出用品

➤避難用ブランケット：住宅、ショッピングモール、地下鉄などの緊急消火設備として使用できます。酸素を含浸させたフィラメント不織布とガラス繊維で作られており、火災に晒されるとすぐに「難燃性バリア」を形成し、人体を覆ったり、可燃物を包んだりして酸素を遮断し、消火します。

➤防火マスク／呼吸用フェイスマスク：火災時の煙には大量の有毒ガスが含まれています。予め酸素化されたフィラメント不織布は、フェイスマスクの煙フィルター層の基材として使用できます。その耐高温構造により、高温下でもフィルター材の劣化を防ぎます。活性炭層と組み合わせることで、一部の有毒粒子をろ過できます。

2工業用高温耐性保護分野

産業現場では、高温、腐食、機械的摩擦といった過酷な環境にしばしば遭遇します。酸素添加フィラメント不織布の耐候性は、従来の素材（綿や一般的な化学繊維など）の損傷しやすさや寿命の短さといった問題を解決します。

➤高温のパイプラインや機器の断熱・保温

化学、冶金、電力産業における高温パイプライン（蒸気パイプラインや窯炉の煙道など）には、「難燃性」と「断熱性」を兼ね備えた外装断熱材が必要です。酸素添加フィラメント不織布は、ロール状またはスリーブ状に成形し、配管表面に直接巻き付けることができます。熱伝導率が低いため（約0.03～0.05W/(m·K)）、熱損失を低減し、高温下でも断熱層の燃焼を防止します（従来のロックウール断熱材は吸湿しやすく、多くの粉塵が発生しますが、酸素添加フィラメント不織布は軽量で粉塵の発生を抑えます）。

工業用フィルター材（高温排ガスろ過）

廃棄物焼却場や製鉄所から排出される排ガスは150～250℃にも達し、酸性ガス（HCl、SO₂など）を多く含んでいます。一般的なフィルタークロス（ポリエステル、ポリプロピレンなど）は、軟化や腐食を起こしやすい傾向があります。一方、酸素添加フィラメント不織布は、耐酸性・耐アルカリ性に優れており、フィルターバッグとして高温の排ガスを直接ろ過することができます。同時に、一定のダスト保持効率も備えており、耐腐食性を高めるためにPTFE（ポリテトラフルオロエチレン）コーティングと組み合わせられることがよくあります。

➤機械保護ガスケット

エンジンやボイラーなどの高温機器の外殻と内部部品の間には、振動や高温を遮断するためのガスケット材が必要です。予め酸素を含浸させたフィラメント不織布は、スタンプガスケットとして使用できます。その耐高温性（長期使用温度≤280℃）により、機器の運転中にガスケットが劣化したり変形したりするのを防ぎ、同時に機械的摩擦を緩和します。

3エレクトロニクスおよび新エネルギー分野

電子機器や新エネルギー製品では、材料の「難燃性」と「絶縁性」に厳しい要件が課せられます。酸素添加フィラメント不織布は、従来の難燃性材料（難燃綿やガラス繊維布など）の代替として活用できます。

➤リチウム電池用難燃性セパレーター/断熱パッド

リチウム電池（特にパワーバッテリー）は、過充電やショート時に温度が急激に300℃以上に上昇し、「熱暴走」を起こしやすい傾向があります。予備酸素化フィラメント不織布は、リチウム電池の「安全セパレーター」として、正極と負極の間に挟み込まれます。通常動作時には一定の絶縁性を有し、正極と負極間のショートを防止します。熱暴走が発生しても溶融せず、構造の完全性を維持し、熱の拡散を遅らせ、火災や爆発のリスクを低減します。さらに、バッテリーパックのケース内部にも、予備酸素化フィラメント不織布を絶縁パッドとして採用し、バッテリーセルとケース間の熱伝達を防止します。

➤電子部品包装用絶縁材料

回路基板や変圧器などの電子部品の包装には、絶縁性と難燃性が求められます。酸素添加フィラメント不織布は、10～20g/㎡の薄型絶縁シートに加工し、部品の表面に貼り付けることができます。その耐高温性は、電子機器の動作中の局所的な発熱（例えば、変圧器の動作温度≤180℃）に適応し、同時にUL94 V-0難燃性規格を満たし、部品の短絡や発火を防止します。

4その他の特殊分野

上記のコアシナリオに加えて、事前酸素化フィラメント不織布は、いくつかの専門分野やニッチ分野でも役割を果たしています。

➤航空宇宙：耐高温複合材料基板

航空機のエンジンルームや宇宙船の耐熱システムには、軽量で耐高温性に優れた複合材料が求められています。前酸化処理された長繊維不織布は「プリフォーム」として使用され、フェノール樹脂などの樹脂と複合することで複合材料を形成します。炭化処理後、炭素繊維複合材料へと加工され、宇宙船の耐高温部品（ノーズコーンや翼前縁など）に使用され、500℃を超える高温ガス流による浸食に耐えます。

➤環境保護：高温固形廃棄物処理フィルター材料

医療廃棄物や有害廃棄物の焼却後の高温残渣（約200～300℃）の処理では、残渣とガスを分離するためのろ材が必要です。酸素添加済みフィラメント不織布は耐腐食性に優れており、高温残渣のろ過用フィルターバッグとして利用することで、ろ材の腐食や故障を防ぎます。また、難燃性も備えているため、残渣中の可燃性物質によるろ材の発火を防ぎます。

➤防護具：特殊作戦服の付属品

消防服だけでなく、冶金、溶接、化学工業などの特殊作業用の作業服にも、袖口や襟ぐりなどの摩耗しやすい部分に、あらかじめ酸素を含浸させたフィラメント不織布を裏地として使用することで、局所的な難燃性や耐摩耗性を高め、作業中に火花が衣服に引火するのを防いでいます。

結論として、酸素添加フィラメント不織布難燃性＋耐高温性というコア特性を活かし、従来の材料が極限環境下において抱える安全上の問題や性能上の欠陥を解消します。新エネルギーやハイエンド製造業などの産業における安全基準の向上に伴い、その応用分野はより高度で高付加価値な分野（マイクロエレクトロニクス部品の保護やフレキシブルエネルギー貯蔵デバイスの絶縁など）へと拡大していくでしょう。