成果報告書詳細
管理番号20120000000718
タイトル平成19年度~平成23年度成果報告書 革新的ノンフロン系断熱材技術開発プロジェクト 革新的断熱技術開発 新規断熱性向上シートの研究開発
公開日2012/6/20
報告書年度2007 - 2011
委託先名東レ株式会社
プロジェクト番号P07019
部署名環境部
和文要約これまで建築断熱材用にノンフロン系断熱材が検討され、比較的断熱性能の高い断熱材料が開発されてきたが、従来のフロン系と比較すると断熱性能が十分とは言えず、また、ノンフロン系ガス自体も地球温暖化係数が依然高いことから、性能、環境面でのさらなる改善が強く望まれている。本研究では、実用性能、環境性能の両面で優れる新規革新ノンフロン系断熱材料の研究開発を行った。
1.断熱性向上発泡技術の研究
断熱性能を向上させるためには、材料伝熱及び空隙伝熱(対流)を最小限に抑える必要がある。材料伝熱を下げるには高い空隙率が、空隙伝熱を下げるには発泡径を小さくすることが有効である。しかし、これらの特徴を同時に充たすことは従来の発泡技術では困難であった。弊社では、独自のCO2押し出し発泡技術とナノオーダーの分散化アロイ技術とを融合することにより、マイクロメーターサイズの空孔とその壁面にナノメーターサイズの空孔を持つ孔構造を形成することが可能となった。この技術をマイクロ/ナノ発泡と命名した。マイクロ/ナノ発泡では、高空隙率と小孔径化を同時に達成することができる。この技術を用いることで、植物由来のポリ乳酸からなり、熱伝導係数が0.021W/mKの新規断熱シートの開発に成功した。 発泡基本プロセスをラボにて設計し、パイロットスケールへのスケールアップを検討中である。
2.耐久性向上バリア技術の研究
ポリエステルフィルムの構造及び表面制御方法を検討した結果、炭酸ガス透過量が0.1cc/m2・24hr・atm以下となる新規ガスバリアフィルを開発した。上記ガスバリアフィルムの製造プロセスを、ラボスケールからパイロットスケールにスケールアップすることに成功した。上記ガスバリアフィルムを用いて断熱発泡シートを梱包することで、炭酸ガスの放散を抑制することができる。シミュレーションの結果、20年以上熱伝導係数が変化しないとの試算結果を得た。また、加速テストを行い、5年相当まで熱伝導係数が変化しないことを確認した。
英文要約Non Freon thermal insulation foam materials have been developed so far for building insulation use to provide a good insulation performance. However, they still need further improvements in their performance and environmental properties due to their insufficient insulation properties when compared to conventional Freon insulation materials and their high global warming potentials. In this study, we have developed a novel, innovative non Freon thermal insulation material with properties improved in both practical and environmental aspects.
1. Study on foaming technology to improve the insulation properties. To improve thermal property, conduction and convention must be minimized. High porosity is needed to reduce conduction and small cell size is needed to reduce convention. But these properties can not be achieved simultaneously by conventional foaming technology. We have combined supercritical CO2 foaming technology and nano-order polymer alloy technology to make foam composed of micrometer-sized pores and nanometer-sized pores which are located in walls of micrometer-sized pores. So we named this foam ”Micro/Nano” foam. ”Micro/Nano” foam can increase porosity and decrease pore size simultaneously. By using this new technology, we have developed Non-Freon thermal insulating foam sheet composed of carbon neutral plastic:poly lactic acid whose thermal conductivity is 0.021W/mK. We have developed a basic foaming process design on a laboratory scale and are investigating to scale it up to a pilot scale.
2. Study on gas barrier technology to improve durability of insulation properties. As a result of having researched structure and surface control of polyester films, we have developed a novel gas barrier film whose carbon dioxide permeability is 0.1cc/m2・24hr・atm or less. We have succeeded in scaling up our process for the production of the new gas barrier film from a laboratory scale to a pilot scale. By wrapping the foam sheet with the novel gas barrier film, diffusion of carbon dioxide can be restrained. According to our simulation, thermal conductivity of 0.021W/mK can be maintained over 20 years. We have confirmed 5year-durability by accelerated test.
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