成果報告書詳細
管理番号20120000000724
タイトル平成19年度~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 高断熱性ノンフロン押出発泡体の研究開発」
公開日2012/6/20
報告書年度2007 - 2011
委託先名株式会社カネカ
プロジェクト番号P07019
部署名環境部
和文要約 本事業は、資源循環型材料がますます志向されることに鑑み、生産性の高い押出発泡法を用い、マテリアルリサイクルが可能な熱可塑性樹脂からなる高断熱性ノンフロン押出発泡体を開発することを目的に研究を実施し、以下の成果を得た。
(1) 高断熱化技術の調査
 (A)高断熱化検討のためのモデルの考案・試作・効果検証
 ・既存の発泡体を用いたモデルを考案し、熱伝導率の低減による高断熱化の可能性について調査した。試作したモデルの評価により、発泡層と非発泡層からなる多層構造モデルにて熱伝導率低減の可能性があることが示唆された。
 ・この検討より、熱伝導率の目標値を設定し、研究開発の方向性を明確にした。
 (B)樹脂、配合剤、発泡剤の探索
 ・押出発泡成形性、断熱性、自社設備での生産性等の観点から、樹脂、発泡剤の候補を絞り込んだ。
 ・多層構造モデルを用いて配合剤の探索を行い、候補を抽出した。
(2)高断熱化を実現する押出発泡体の開発
 (A)押出発泡成形技術の開発
 ・多層構造モデルを実現するための押出発泡成形方式を調査し、基礎的検討用設備を設計、製作した。
 ・押出発泡成形にて多層構造モデルを実現する多層押出発泡体の作製が可能であることを確認し、設備面、成形条件面、樹脂など組成面での課題を抽出して、改良する設備の仕様・設計に反映させた。
 ・検討結果より改良型設備を設計、製作し、改善効果を確認した。目的とする高断熱性押出発泡体を得るための発泡成形条件、発泡成形に適した樹脂特性など樹脂、発泡剤組成面、設備面での課題抽出と改善策を立案した。
 (B)高断熱性押出発泡体の開発
 ・多層押出発泡体の試作評価により、熱伝導率低減などの効果を確認した。
 ・多層押出発泡体において当社が独自に開発した気泡構造の形成が可能であること、さらに気泡構造の制御を行うことで熱伝導率の低減が可能であることを確認した。
 ・設備面、成形条件面、組成、発泡体構造の構成要件の詳細な検討を行い、本プロジェクトの熱伝導率目標値(0.024W/m・K)の達成を確認した。
(3)スケールアップに向けた押出発泡成形技術の獲得
 (A)スケールアップ・製品化に向けた構成、処方の設定
・発泡体構造、当社が独自に開発した気泡構造形成と熱伝導率の関係をより詳細に検討し、熱伝導率低減のための発泡体構造、気泡構造の方向性を明確にした。
 ・熱伝導率の維持について検討を行い、多層押出発泡体での到達レベルをシミュレーションにて推定した。
 (B)スケールアップ・製品化に向けた設備仕様、成形条件の設定
・多層押出発泡体を得るための設備・成形条件について課題を抽出し、改善策の検討を行い、設備仕様・成形条件の方向性を明確にした。
 ・スケールアップ設備を構想し、概略設備仕様を設定した。
(4)市場ターゲット設定と展開の可能性の明確化
 ・上記において獲得された成果に基づき、製品開発の方針を決定するとともに、事業化の見通しに対する現状認識を整理し、対応方針を決定した。
英文要約It is expected that the market of materials complying with Material-Cycle Society will further expand. With a background like that, the business aimed at developing high thermal insulated non-chlorofluocarbonic extruded foam made with material-recyclable thermoplastic resin, which was made by well-productive extrusion foaming method. The following results were obtained.(1)Investigation of high thermal insulation technology
(A)Devising of laminated foam structure model, prototyping, and confirming the efficacy
・A multi layer structure model to get well-insulated foam was devised and Prototype1 was built based on that. And then, it was confirmed that it had the lower thermal conductivity than single-layer foam did.
(B)Investigation of resin, additives, and blowing agent
・The possible resins and blowing agents were chosen in view of the possibility for lowering the thermal conductivity and the applicability of extrusion foaming method, our existing facilities, etc.
(2)Developing high thermal insulated extruded foam
(A)Developing extrusion foaming technique
・In order to make Prototype2 by extrusion foaming method based on the model, a proper method was chosen through the investigation. And lab-scale equipment1 with the method was designed and built for basis examination.
・It was confirmed that the chosen method was available through the test using the equipment1. Besides the new problem of the equipment, the foaming condition, and the formulation such as resin were clarified through the basic experiment and the improvements were reflected to the spec of new equipment2.
(B)Developing high thermal insulated extruded foam
・A specific multi-layer foam structure was designed. And it was confirmed that it had lower thermal conductivity than the one of single-layer structure.
・It was confirmed that our own unique cell structure of foam could be formed and the combination of the above mentioned multi-layer structure and the cell structure made the thermal conductivity even lower.
・The targeted value of thermal conductivity(0.024W/m・K) was achieved by the optimization of the structure, formulation(resin, blowing agent, additive), the foaming method, and the equipment as presented above((1)-(2)).
(3)Technology acquisition of extrusion foaming for scale-up
(A)Determining the necessary structure and formulation for scale-up and manufacturing
・The detail examination of the effect of the multi-layer structure and our own unique cell structure on thermal conductivity was conducted. As a result, the proper ones for lower thermal conductivity were clarified.
(B)Determining the equipment spec and foaming condition for scale-up and manufacturing
・The problem on the equipment spec and the foaming condition for scale-up were clarified and the measures to improve them were built.
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