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マルチセラミックス膜新断熱材料の開発


* NEDOプロジェクト  :平成19〜23年度
* プロジェクトリーダー :高田雅介(長岡技科大教授)
* 参 画 機 関    :積水化成品工業(株)、旭硝子(株)、(株)INAX、京大他


 住宅・ビル等の冷暖房によるエネルギー消費は日本の総エネルギー消費の約8%を占め、当該分野の省エネは重要な課題の一つである。そのような状況の中、住宅・ビル等の断熱性を高めることは冷暖房エネルギーの削減に最も効果のある方法と言うことができる。住宅・ビル等の断熱材(壁・床等)には、断熱性が高いことはもとより、圧縮強度に優れ、軽量で、薄く、不燃性の断熱材料の開発が求められる。また、窓は壁等よりも熱損失が大きいため、高性能な断熱ガラスの開発も求められる。さらに、住宅・ビルの省エネだけでなく、家電製品、輸送機器、エネルギー貯蔵などに用いる超断熱材料の開発も望まれている。
 そこで本プロジェクト「マルチセラミックス膜新断熱材料の開発」では、住宅やビルなどの冷暖房および家電製品、輸送機器、エネルギー貯蔵などにおける大幅な省エネ効果をもたらす画期的な断熱性能を有する壁材料および窓材料を実現するために、格子振動・対流・輻射のいずれのメカニズムによる伝熱も抑えるマルチセラミックスを開発し、かつポリマー、ガラスとの複合化技術を開発する。ナノテクノロジー・材料技術をベースとして、高強度(圧縮)断熱セラミックス粒子技術、セラミックス・ポリマー複合化技術、高効率輻射防止コーティング技術、透視性高性能断熱材技術などを駆使して、超断熱壁材料および超断熱窓材料の開発を行い、わが国の省エネ・CO2削減に貢献することを目的として、研究開発を実施している。
 本プロジェクトで開発したナノ多孔質シリカ粒子について、熱伝導率と真空圧力との関係を、単純真空(窒素)と比較した結果、単純な真空に比べて、ナノ多孔質粒子を真空にしていく方が、著しく熱伝導率が低下した。10Paの真空圧力において、ナノ多孔質シリカ粒子は約0.003W/mKという低熱伝導率であり、一般的な断熱材の熱伝導率0.03W/mKと比較して10倍以上の断熱効果を有している。
 これらの新断熱材料を、壁や、天井、窓、床などに適用すれば、断熱効果が飛躍的に高い建物を構築することができ、冷暖房エネルギーコストの半減を達する可能性がある。この新断熱材料は家電製品、輸送機器、エネルギー貯蔵など広い分野に波及することが期待され、地球温暖化対策に大いに貢献できると考えられる。






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