遮熱 断熱 書籍
 
No.1828
【ガラス代替へ向けた】 透明樹脂・フィルムへの機能性付与と応用技術
ポリウレタンの材料選定、構造制御と改質 事例集

◎次世代自動車、建造物の熱マネージメントと求められる遮熱、断熱材料の要件!

 ◎省エネルギー効果とその耐久性の評価法! ユーザーが望むデータ取得の条件!

遮熱・断熱材料設計、性能評価と応用

−真空断熱材/エアロゲル/スマートウインドウ/透明遮熱・断熱材−

発 刊 : 2015年7月31日  体 裁 : A4判 305頁   定 価:64,000円(税抜)  ISBN:978-4-86104-590-5


■ 執筆者(敬称略)
東京大学 井原智彦 静岡大学 鈴木久男
(株)LIXIL 井須紀文 住化バイエルウレタン(株) 鈴木賢
首都大学東京 一ノ瀬雅之 DIC(株) 船倉省二
茨城大学 稲垣照美 熊本大学 村上聖
首都大学東京 永田明寛 崇城大学 村田泰孝
岡山大学 岸本昭 京都大学 中西和樹
(株)レニアス 岩井和史 三菱エンジニアリングプラスチックス(株) 長野史智
岩崎技術士事務所 岩崎和男 サイペイントジャパン(株) 田端伸行
産業技術総合研究所 吉村和記 日東電工(株) 島崎雄太
(株)ミサワホーム総合研究所 栗原潤一 (一財)建材試験センター 藤本哲夫
カルソニックカンセイ(株) 原潤一郎 成蹊大学 馬場茂
(株)大光テクニカル 古市弘光 (株)フミン 八木澤勝夫
三木コーティング・デザイン事務所 三木勝夫 (独)物質・材料研究機構 樋口昌芳
ビー・エム・ダブリュー(株) 山根健 富山大学 平澤良男
ハクスイテック(株) 山本泰生 (株)エフ・テイ・エスコーポレーション 門倉貞夫
新宮環境コンサルティング 新宮公 住化バイエルウレタン(株) 和田英紀
戸田工業(株) 真田和俊 サエス・ゲッターズ・エス・ピー・エー 廣畑義治
(一財)日本塗料検査協会 清水亮作 ロックペイント(株)  田村昌隆 

■ 目  次

第1章 遮熱フィルム、塗料、コーティング剤の設計と透明性の保持技術

第2章 真空断熱材、透明断熱材の作製と応用

第3章 遮熱性、断熱性の両立技術

第4章 スマートウインドウの開発事例

第5章 遮熱・断熱材の性能評価

第6章 次世代自動車、住宅の熱マネジメント技術、遮熱・断熱材への要求


◇第1章 遮熱フィルム、塗料、コーティング剤の設計と透明性の保持技術◇

1節 高反射率塗料の市場動向と今後の展望
1.はじめに
2.高日射反射率塗料
 2.1 塗料の機能
 2.2 日射スペクトルと分光反射率
 2.3 日射反射率
3.高反射率塗膜の構造
 3.1 塗料
  −顔料
  −樹脂
  −塗装
4.導入
 4.1効果
  −気候変動の緩和および節電(最大電力需要の削減)
  −
ヒートアイランド現象の緩和
  −各種の環境改善
5.事例
 5.1 現場塗装(ポストコート)
 5.1 工場塗装(プレコート)
6.評価・基準
 6.1 塗料
 6.2 塗膜
7.市場動向
 7.1 公的支援制度
 7.2 普及状況
 7.3 施工価格
8.おわりに

2節 遮熱コーティング材・塗料塗膜の伝熱メカニズム
1.伝熱の基礎
2.伝熱メカニズム
3.有効熱伝導率の計算モデル
4.塗料の表面物性
5.塗膜化された材料の実験例とその応用

3節 遮熱塗料の基礎・原理と今後の動向
1.高日射反射率塗料(遮熱塗料)の動向について
2.日射反射の原理について
3.長屋実験棟における高日射反射率塗料の遮熱効果実験について
 3.1 赤外線サーモグラフィーによる表面温度比較
 3.2 戸建てを想定した長屋実験棟によるエアコン稼働実験

4節 遮熱塗料と省エネ効率
1.遮熱塗料と省エネ
 1.1 環境改善と省エネ
 1.2 遮熱塗料と省エネ
 1.3 遮熱塗料の省エネ
2.省エネの意義と本質
 2.1 地球温暖化の原因と対処方法
 2.2 遮熱塗料を用いた省エネ
 2.3 経済産業省のこころみ
3.すこやかな地球環境を求めて
 3.1 大企業と地場産業
 3.2 遮熱塗料の大義

5節 有機顔料の高反射率材料の展開
1.有機顔料とは
2.有機顔料の歴史
3.有機顔料の色とその製造法
4.有機顔料の高反射率材料の展開

6節 酸化亜鉛配合による透明樹脂への赤外線遮蔽性付与
1.市販の導電性ZnO粉末
2.酸化亜鉛粉体の分光反射率
3.導電性酸化亜鉛の塗膜の分光透過率・反射率・吸収率
4.蒸着膜の分光透過率・反射率・吸収率
5.今後の課題と展望

7節 無機・複合無機顔料による高反射塗料
1.緒言
2.環境省の環境技術実証結果
 2.1 一般的な注意事項。
 2.2 高反射率塗料(黒色と灰色技術)
3.日本屋根の色彩分布
4.黒濃色での高反射率材料(顔料)の必要性
5.塗膜の反射理論
6.N6灰色 高反射率塗装の暴露結果
 6.1 高反射率塗料
 6.2 実装暴露結果
 6.3 省エネ(空調電力用の低減)と温室効果ガス(CO2)抑制効果
7.無機・複合無機顔料の特性
 7.1 マゼンタ 赤紫(RED,VIOLET)
 7.2 イエロー 黄色(YELLOW)
 7.3 シアン 緑青(GREEN.BLUE)
 7.4 ブラック 黒色(BLACK)
 7.5 耐候性
8.各色の分光反射スペクトルと日射反射率
 8.1 マゼンタ 赤紫(RED,VIOLET)、イエロー 黄色(YELLOW)
 8.2 シアン 緑青(GREEN.BLUE)、ブラック 黒色(BLACK)
 8.3 各顔料の白色(酸化チタン)混合展色(淡色)
9.顔料開発の課題と方向性
 9.1 着色力・鮮明性の向上
 9.2 ライフサイクル考慮
 9.3 レアアース対応

8節 窓用遮熱コーティング剤「エコガラスコート」の開発、応用、技術課題とその対応
1.はじめに
2.エコガラスコートグレード
 2.1 光学特性
 2.2 コーティング液
 2.3 塗布方法
3.効果実証
 3.1 温度測定
 3.2 節電効果

9節 遮熱ブラインド・遮熱フィルムの光学特性とその評価
1.遮熱ブラインドおよび遮熱フィルムの光学特性
2.実使用状況下における性能評価
3.省エネルギー効果の検討
4.本節のまとめ

10節 太陽熱高反射塗料の有効利用技術の開発,その応用例について  
1.環境改善効果
2.外壁面温度・屋内熱環境
 2.1 導入事例
3.省エネルギー・節電
 3.1 建築物のエネルギー消費の現状
 3.2 オフィスビルにおける計算事例
 3.3 低緯度地域におけるオフィスビルの計算事例
 3.4 住宅における計算事例
 3.5 導入事例
4.ヒートアイランド
 4.1 都市部の気温の現状
 4.2 事務所街区における計算事例
 4.3 ジオエンジニアリングの検討事例
5.ライフサイクルアセスメント
6.その他
7.その他の用途


◇第2章 真空断熱材、透明断熱材の作製と応用◇


1節 超塑性発泡法による真空断熱材の作製と期待される応用展開
1.はじめに
2.単一気孔体(モノフォーム)の作製
3.造粒法による完全閉気孔の多孔体作製
4.発泡後安定化法
 4.1 ランタン系実験方法
 4.2 ランタン系固溶体の発泡方法による比較
 4.3 La2O3添加量に対する熱伝導率・曲げ強度
5.おわりに

2節 ナノ多孔質シリカ粒子を用いた真空断熱材の開発と省エネ技術
1.土の呼吸メカニズムを利用した自律型調湿タイル
2.ナノ多孔質セラミックス粒子を用いた真空断熱材
 2.1 断熱性能向上のための手法
 2.2 ナノ多孔質セラミックス粒子を用いた真空断熱材
3.真空断熱材の実証試験による省エネ効果の検証

3節 真空断熱材におけるゲッター材の開発と今後の展開
1.真空断熱の用途及びゲッター材の採用範囲
2.真空断熱製品の必要条件
3.ガス吸着材としてのゲッターの特徴
4.断熱分野主要用途におけるゲッター材の課題
 4.1 断熱分野主要用途の課題
 4.2 ゲッター材の課題
5.真空断熱用途における弊社の取り組み
6.最適なゲッター材ご検討へのテクニカルサポート
7.分析サービス
8.サエス・ゲッターズS.p.A. 事業展開

4節 優れた断熱性能と機械的特性を示す透明エアロゲル・キセロゲルの開発
1.多孔性物質としてのエアロゲル
2.新規有機−無機ハイブリッドエアロゲルの作製
3.得られたMSQエアロゲルの構造・物性
4.MSQエアロゲルの機械的特性と常圧乾燥
5.断熱材としての応用に向けて
6.おわりに 〜これらの材料をどう生かすか〜

5節 新対向ターゲット式スパッタ装置による反射型透明断熱フィルムの量産技術と応用展開
1.新対向ターゲット式スパッタNFTS技術
 1.1 プラズマ拘束原理
 1.2 NFTSプラズマ源の特徴
 1.3 NFTS放電特性
  −投入電力と堆積速度
  −ターゲットエロージョン特性
  −高真空スパッタ特性
2.NFTS技術と薄膜形成の関係
 2.1 スパッタプラズマと堆積基板表面の関係
 2.2 NFTSプラズマ源による量産技術 
3.NFTSによる透明断熱フィルム
 3.1 多層光学膜特性
 3.2 多層膜のモフォロジー
 3.3 NFTS技術による透明断熱フィルムの応用と課題の展望


◇第3章 遮熱性、断熱性の両立技術◇

1節 断熱材、遮熱材の基本特性及びそれらの改善対策
1.はじめに
2.断熱材、遮熱材の基本特性
 2.1 概要
 2.2 断熱材及びその基本特性
  −建築用断熱材の種類
  −断熱材の基本特性
 2.3遮熱材及びその基本特性
  −遮熱材の種類
  −遮熱材の基本特性
3.基本特性の改善対策
 3.1 断熱材の基本特性の改善対策
  −発泡剤問題と対応
  −高分子系断熱材の熱伝導率に及ぼす構成要素4)
  −気泡の微細化による熱伝導率の低下対策
 3.2 遮熱材の基本特性の改善対策
  −遮熱材の基本特性の全体的な改善対策
  −高日射反射率塗料の基本特性の改善対策
 3.3 難燃化対策
  −高分子材料の難燃化対策
  −断熱材の難燃化対策
4.総括(まとめ)

2節 窓用省エネ(遮熱&断熱)フィルムについて
1.開発の経緯
2.PENJEREXの特徴
 2.1 断熱性
 2.2 遮熱性
 2.3 透明性
 2.4 紫外線カット
 2.5 ガラス飛散防止
 2.6 耐久性
3.今後の展望

3節 窓用遮熱・断熱日射調整材料の特性と効果
1.窓ガラスの構造
2.遮熱方法と性能
2.1 窓フィルム・塗料の開発
 2.2 可視光線透過率と光選択性
 2.3 遮蔽係数(SC)と可視光線透過率
3.遮熱効果と断熱性
 3.1 熱貫流率からの遮蔽性・断熱性の分類
 3.2 遮熱と断熱の効果
4.遮熱/断熱フィルムにおける省エネ効果
 4.1 省エネルギー効果
  −東京と大阪の効果比較
  −熱貫流率からの省エネ効果
  −東京と大阪の気候差
 4.2 体感温度
 4.3 ガラスの違い
5.効果の実測(方法と実測値)
6.窓フィルムの注意点
 6.1 熱割れ
 6.2 長波長熱の増大(ほてり感の増加)
 6.3 結露
 6.4 電磁波シールド性能

4節 ハードコートによる機能性付与と複合機能化ハードコートの実例〜高硬度化、日射遮蔽、デフォッガー機能の付加技術〜
1.高硬度化
 1.1 ハードコートへの硬度付与
 1.2 光改質のメカニズムと高硬度化の条件
 1.3 高硬度化による耐摩耗性の向上効果
2.赤外線遮蔽機能
 2.1 ハードコートへの赤外線遮蔽能の付与
 2.2 赤外線遮蔽ハードコートの日射遮蔽特性
3.デフォッガー機能付与
 3.1 発熱による防曇
 3.2 面状発熱を実現する技術
4.自動車リア窓を想定した機能化樹脂グレージング
5.おわり


◇第4章 スマートウインドウの開発事例◇

1節 スマートウィンドウの技術動向と調光ミラーガラスの開発
1.はじめに
2.3種類のエレクトロクロミック・ガラス
 2.1 薄膜型エレクトロクロミック・ガラス
 2.2 溶液型エレクトロクロミック・ガラス
 2.3 SPD型エレクトロクロミック・ガラス
3.調光ミラーガラス
 3.1 調光ミラー薄膜
 3.2 耐久性の向上
 3.3 調光ミラーガラスの省エネルギー効果

2節 有機/金属ハイブリッドポリマーを用いたスマートウインドウの開発
1.メタロ超分子ポリマーの合成
2.エレクトロクロミック特性
3.マルチカラーエレクトロクロミズム
4.エレクトロクロミックデバイス
5.ポリマーへの3次元構造導入によるエレクトロクロミック特性の向上

3節 水溶液法により作製したVO2微粒子を用いたサーモクロミックコンポジット膜の設計
1.背景
2.VO2微粒子合成
3.VO2微粒子コンポジット膜の合成およびサーモクロミック特性評価


◇第5章 遮熱・断熱材の性能評価◇

1節 高日射反射率塗料の性能評価
1.はじめに
2.「高日射反射率塗料(Cool roof paint)」に関する海外の動向とその性能評価手法
 2.1 Cool roof paintとCRRCの活動
 2.2 SRI値の求め方
 2.3 日射反射率と放射率の求め方
 2.4 日射反射率及び放射率から算出されるSRI値
3.おわりに

2節 高反射率塗料塗布材料の簡易遮熱性能評価
1.試験方法
2.試験結果および考察
 2.1 試験体の基材が熱的効果に及ぼす影響
 2.2 高反射率塗料塗布基材および塗料色の違いが遮熱効果に及ぼす影響
 2.3 高反射率塗料塗布鉄板の屋外暴露による遮熱性能の経年変化

3節 遮熱フィルム・シートの日射遮蔽試験と評価方法
1.はじめに
2.開口部の評価方法
 2.1 窓ガラス用フィルム、窓用コーティング材
 2.2 板ガラス類
3.日射遮蔽係数試験方法
 3.1 人工光源を用いる方法
 3.2 実際の太陽光を用いる方法
4.熱線反射材を用いた材料の評価
 4.1 熱線反射材の放射率の測定
 4.2 部位としての評価
5.おわりに

4節 ポリウレタンフォームにおける断熱性評価
1.ポリウレタンフォーム断熱材の概要
 1.1 断熱材に使用されるポリウレタンフォームの種類
 1.2 ポリウレタンフォーム断熱材の用途
 1.3 他素材との断熱性能の比較
2.硬質ポリウレタンフォームにおける断熱の仕組みと発泡剤の影響
 2.1 硬質ポリウレタンフォームの断熱の仕組み
 2.2 発泡剤の影響
 2.3 発泡剤の変遷
3.硬質ポリウレタンフォームの各性能
 3.1 発泡充填性と自己接着性から発揮される機能
 3.2 経時における断熱性能の変化
 3.3 水蒸気の影響

5節 建築部位の断熱性能・遮熱性能 : 基礎と評価法
1. 部位の断熱性能の基本
2.環境温度と総合熱伝達
3.フィルムやコーティングの低放射率化(Low-E化)による断熱性能向上
4.部位の遮熱性能の基本
5.部位の断熱性能・遮熱性能に係る規格
6.今後の課題

6節 遮熱塗料を施工した通気層付き外断熱建築構造物の評価と赤外線計測
1.実験装置と計測法
2.結果と考察
 2.1 遮熱効果と断熱効果の評価
 2.2 貫流熱量の評価

7節 高反射率塗料の現場での性能評価
1.現場での日射反射率評価法の概要
2.二点校正法の測定原理
3.測定方法および手順
 3.1 測定装置
 3.2 測定手順
 3.3 日射反射率の推定誤差要因と測定条件
  −測定面の反射性状について
  −太陽位置、天候の変化について
4.水平面以外の形状の面への適用について

8節 ハードコーティングTiN膜の硬さ測定および密着性向上技術
1.はじめに
2.製膜条件と薄膜の構造
3.製膜条件の制御


◇第6章 次世代自動車、住宅の熱マネジメント技術、遮熱・断熱材への要求 ◇

1節 次世代電気自動車の省エネルギー化への軽量化・遮熱・断熱材料の採用動向
1.現代電気自動車とその課題
 1.1 従来の電気自動車開発動向とその問題点(BMWを中心に)
 1.2 電池
 1.3 二酸化炭素排出規制
 1.4 ZEV(Zero Emission Vehicle)規制
 1.5 現代の電気自動車
2.BMWの電気自動車i3に採用されている技術
 2.1 i3設計コンセプト
  − MINI Eによる市場試験
  −Active Eによる市場試験
  −i3の基本構想
  −i3の車体構成
 2.2 Life Driveコンセプト
 2.3 CFRPボディ製造
3.電気自動車開発時に明らかになった問題点(冷暖房、電池マネージ)
 3.1 冷暖房による走行距離変化
 3.2 気温による電池容量変化
 3.3 暖房の改善
 3.4 遮熱・断熱
4.今後の課題

2節 自動車用断熱材の考察と熱マネジメント
1.ポリウレタン
 1.1 ポリウレタンの特性
 1.2 ポリウレタンは2液が反応し高分子化、同時に発泡も
2.自動車内装用ポリウレタンの応用
 2.1 自動車内装材料の熱容量および熱伝導率低減
  −小さな熱容量
  −低い熱伝導率
  −ポリウレタンの熱容量と熱伝導率は低く熱マネジメントに有利
 2.2 熱伝導方程式
  −非定常熱伝導
  −内装材の昇温挙動推定
  −熱エネルギーロスの影響
3.成形可能で剛性も確保
 3.1 バイプレグ

3節 自動車空調における防曇・結露・遮熱/断熱対策とウィンドウ
1.はじめに
2.防曇,結露対策
 2.1 冬季
 2.2 夏季
 2.3 アイドリングストップ
3.遮熱,断熱
4.ウィンドウ
5.まとめ

4節 自動車プラスチックグレージングの熱線遮蔽および断熱部材としての可能性
1.はじめに
2.プラスチックグレージングの課題とその対応
 2.1 ポリカーボネート樹脂への熱線遮蔽機能の付与
 2.2 遮熱性能の評価
3.熱マネジメント
 3.1 断熱効果
 3.2 防曇効果
4.おわりに

5節 建築・自動車ウィンドウ素材に向けた遮熱・結露防止機能を付与する塗膜形成スプレーコーティング技術
1.開発までの経緯
2.特許内容と取得国
3.なぜスプレーガンでなければならないか?
4.代表的な施工例とデータ
5.従来の省エネガラスとの相違点
6.フミンコーティングの安全性と耐久性
7.今後の拡大市場と応用範囲
8.従来の省エネルギー基準との相違点と課題

6節 次世代住宅で求められる断熱性能・断熱材と真空断熱材への要求・課題
1.まえがき
2.住宅への適応
 2.1 躯体(壁・床)の断熱
 2.2 躯体(屋根・天井)の断熱
 2.3 開口部の断熱性
 2.4 省エネルギー性の考え方
3.真空断熱材の概要
4.真空断熱材の住宅への適用と課題
 4.1 特性を活かす製品開発
 4.2 性能測定法の確立
 4.3 設計施工時の配慮事項
5.真空断熱材への要望事項と期待
 5.1 適正な情報提供
 5.2 エビデンスとしての試験・評価・測定への要望
 5.3 性能安定性と長期耐久性
6.おわりに

 

遮熱 断熱 材料