オンラインセミナー「断熱素材による省エネ・作業環境改善」
サカエオンラインセミナー 「断熱素材による省エネ・作業環境改善」
今回のオンラインセミナーは「断熱素材による省エネ・作業環境改善」という題目でお送りいたします。
講師は住友理工(株)の土屋様・住理工商事(株)の安孫子様でお届けいたします。
今回の講習では、ファインシュライト・リフレシャインの概要について解説いたします。
ファインシュライトは高温域～500℃で断熱性能を発揮します。エネルギー削減と高温下での作業による離職率の低減、やけど防止などの安全対策として設備に導入いただいた実績もございます。
ファインシュライトに関する記事はこちら↓
省エネ事例③ ファインシュライト導入による省エネ効果
続いてリフレシャインについてです。リフレシャインは窓ガラスの室内面に貼付して使用します。貼るだけで室内の明るさを保ちながら、夏は涼しく、冬はあたたかという環境を作ります。また有害な紫外線をカットし、紫外線による劣化防止に効果があります。実績としましては、商業施設や病院、ホテル、学校、喫茶店、鉄道で導入いただいた例がございます。
リフレシャインに関する記事はこちら↓
省エネ事例② リフレシャイン導入による省エネ効果
上記製品を使用することで省エネ効果や安全性の向上が見込めます。
下記、動画の講習内容です。ご活用いただければ幸いです。
【講習のアジェンダ】
- 1.薄膜高断熱材 ファインシュライト
- 2.ファインシュライト概要
- 3.ファインシュライトの特長
- 4.ファインシュライトの保冷性能
- 5.ラインナップと構造
- 6.高耐熱仕様品の断熱性能
- 7.温熱パッド（エステー社「 8/10 HEAToGo」）
- 8.新型コロナワクチン輸送用 9/10 BOX(スギヤマゲン社「BioBox Freezer」)
- 9.設備断熱（多田スミス社：アルミダイカスト炉)
- 10.リフレシャインの機能
- 11.製品ラインナップ
- 12.夏場温度抑制効果（事例１）
- 13.夏場温度抑制効果（事例２）
- 14.空調消費電力削減効果
- 15.施工例
- 16.お問合せ先
- 【本セミナーの文字起こし】
【薄膜高断熱材 ファインシュライト】（04：00～）
独自技術、シリカエアロゲルという材料を使った商品になります。
シリカエアロゲル・・・
製造段階で特殊な加工をすることで、シリカの粒子がストラクチャーを組む形になります。そして小さな気泡を作るのがシリカエアロゲルになります。通常空気が動ける自由工程というのが60～70nmになっていますが、この気泡は50nmという非常に小さな直径の細孔構造になっています。それよりも小さなところに空気を閉じ込めている・空気が基本的にはこの中から滞留によって動かない・この気泡の中の熱が伝わらない構造になっているということで、静止空気を上回る断熱性を持っている材料になります。
通常の現行断熱材として使われるのが、発砲のウレタンや発泡スチロール、発砲系のもの、グラスウール、ロックウールといった繊維系のものです。これらは大体気泡径が50μm～500μmという形になりますので、こちらも千倍以上大きさが違うということで、気泡で断熱はするんですが、その空気の中では熱による空気滞留が起こってしまうということになります。
非常に断熱性能が高いフィラー（シリカエアロゲル）ですが、難点があります。【塗料化技術の箇所】加工の段階で、通常のシリカは水と親和性が高い材料になるんですが、加工の途中で特殊な加工をしていることにより、水に混ざらない、水に浮いてしまうようなフィラー、水と油の関係になります。これは塗料化が非常に難しいということで、他社様を含め非常に使いづらい材料というものです。
それを住理工の独自の配合と加工技術によって、塗料化（水系の塗料）したというところが特徴になります。
塗料化したとはいっても、シリカエアロゲルの性能を最大限に活かすために、実際配合上、体積の90％以上をシリカの粉を入れています。で、ツナギで5～10％のツナギの樹脂を入れているということで、結果的に、膜と言っても、ほぼ粉の膜（ツナギがちょっとしかない膜）になっていますので、ロールや短冊品で販売はさせて
いただいているんですが、断熱材の膜としては非常にもろい膜になっているというものになります。
【ファインシュライト概要】
先ほど申し上げましたように、非常に膜がもろいということもありまして、ポリエステルの不織布の上に断熱層をコーティングした、これで基剤として剛性を保っているという商品になっております。厚みがトータルで0.6～0.7mm。大体不織布が0.4mmくらい。断熱層が0.3～0.4mmくらい塗ってありまして、若干不織布側に入り込んでいる形になりますので、厚さがトータルで0.6～0.7mmという商品になります。で、この標準タイプの上に接着層を介しましてアルミ蒸着でこれもペットフィルムになるんですが、これを載せたものが遮熱タイプになっています。こちらはアルミ蒸着フィルムで熱源側に向けて貼っていただくことで、熱源からくる波長で来る熱波を遮熱層、アルミ層で反射させることによって遮熱の効果が追加されますので、遮熱と断熱の2つの効果を持ったもの、ということでこの2タイプを今用意しているというものになります。
【ファインシュライトの特長】動画視聴
今から動画を動かしますが、先ほど申し上げました基材に使っている不織布だけを左側に。右側に先ほどの標準タイプ、不織布の上に断熱層を設けたものをホットプレート120℃の上に載せまして、この上に氷を載せて、（こちらの動画は32倍で非常に早く走っておりますが）、左側の氷がもう溶け出しております。
で、実際こちら不織布のため水を通しておりますので、下のホットプレートまでいっておりまして、今蒸発してもうほぼ乾燥した状態になりました。それでも右側の氷はまだ溶けておらず、やっと今溶け出してなくなりました。さらに見ていただきますと、右側は先ほども申し上げましたように水を通さないものですから、上に水が載った状態になっております。水を今見ていただきますと、下が120℃で厚みが0.6mmくらいなんですが、ほぼ蒸発していないということになりますので、100℃以下になっているかっていうのをお分かりいただけるかと思います。で、棒グラフにあるこちらのStill airというのが静止空気になりますので、このファインシュライトの不織布を除いた断熱層だけになりますが、こちらの熱伝導率が0.02ということで、静止空気よりも良いという形になります。
【ファインシュライトの特長】 図を見ながらの説明
薄膜高断熱ということで、特徴を言わせていただきますと熱源を85℃に設定しまして、サンプルを載せて表面の温度を測っております。これを横軸厚みで、縦軸をサンプルの表面温度を載せています。表面温度ということで、下にいけばいくほど断熱性能が高いということになります。バツ印の緑の破線なんですが、通常の断熱材、500μmの細孔径を持ったもののグラフがこうなっておりまして、通常熱伝導率は厚みに反比例する形になるため、直線状に並ぶ形になります。実際この500μmという気泡径の影響になるんですが、
1mmを切ってきたところになりますと、こちらにありますように（右下の熱の伝わり方模式図の箇所）、気泡が1個2個3個くらいしか並ばない形になります。ほぼ貫通してしまうということで、通常直線上に並ばなければ
ならないものに対して1mmを切ってくると二字曲線的に悪くなるというところで、ほぼ断熱材としての機能を果たしていない、空気層と変わらない状況になってくるというものになってきます。
それに対して、ファインシュライトについては、50nmということもありまして、1mm以下でも直線に並んでいるという形になりますので、特に1mm以下のところで大きな差が出てくるという商品になっております。
欠点としましては、薄膜で売りを出しているんですが、逆に厚くできない、粉が90％以上入っているため、厚みを厚くしてしまうと、乾燥時にひび割れが起こってしまうこともあります。1mm以下を作るということが、厚みで精一杯になりますので、これまで断熱材を使えなかった1mm以下のところで使うことができる断熱材ということでご理解いただければと思います。
【ファインシュライトの保冷性能】
発泡スチロール製のクーラーボックス（内寸220×260×145 約8.3L 板厚20mm）に対して、普通のものと、ファインシュライトを内面に全部貼ったものを比較しておりまして、（右図を指しながら）こちらJISの評価方法になるんですが、ボックスの容積の25％の角の氷を入れて、それ全体を40℃、90％に入れて8時間後の残氷率（残った氷の量）を測っております。
何もしていないものですと、63.8％の残氷率に対してファインシュライトを貼りますと、約10％多く氷が残るというものになります。発泡スチロールメーカー様に同じような容積で残氷率73.5％を満たすような設計上の計算をしていただきますと、板厚が29mm必要という計算になるようで、実際の板厚がこちら20mmで、ファインシュライト自体が0.7～0.8mmのため、結果として約10倍、発泡スチロールからすると、1/10の厚みで同じような性能が出るという結果になります。
【ラインナップと構造】
これまで説明してきたのが標準仕様になっておりまして、有機繊維基材というのがポリエステルの不織布、
断熱層がシリカは無機物になりますが、90％がシリカになっているんですけれども、残りの10％のツナギにしている樹脂が有機物を使っているため、こういった仕様になっています。
有機断熱層の上にアルミ蒸着のPETフィルムを載せているものが遮熱タイプということになるんですが、
どちらもポリエステル、PETと、上のアルミの蒸着フィルムもPETを使っております。耐熱温度を120℃とさせていただいております。とはいえ、設備とか色々なところに使っていただく中で120℃では温度的に足りないというご要望もあったため、高耐熱仕様というものをラインナップとして揃えております。
ガラスペーパー（無機繊維基材）、ガラスの繊維の不織布になりますが、無機断熱層、シリカの90％以外のツナギの10％も無機物を使っているというものになります。
無機と無機の組み合わせのため、さらに脆くなるというところが欠点でして、そのために、厚みを0.4mmにしています。とはいえ、断熱層として同じ0.4mmくらいありまして、絵では2段になっておりますが、結果としては0.2mmのガラス繊維基材の中に、スカスカのガラス繊維ペーパーを使っておりまして、そこに含侵する形でトータルで0.4mmになっております。そのため、断熱層としてはほぼ0.4mmあるという風にご理解いただければと思います。
【高耐熱仕様品の断熱性能】
配管を断熱する実験です。真ん中に棒状のヒーターを入れまして、周りにファインシュライトを巻き付ける形、
でその外側の温度を熱電対で測っております。先ほど0.4mmと言ったんですが、厳密には0.37mmになっておりまして、これを6回巻いたものまで評価をしております。ﾋｰﾀｰの温度は100℃～500℃まで、100℃刻みで変えましてその表面温度を測っております。実際の数値は上のグラフにありますが、（右上の折れ線グラフ）、表の方の温度逓減率を見て頂きますと、大体1枚で、どの温度帯も20％くらいの低減率になっています。3回巻いて1.11mm巻きますと、40％強、2.22mmで巻きますと、55％前後と、どの温度帯も温度低減率という形になると同じような率で下がる形になります。
イメージとしては、1枚で大体20％下がるというイメージを持っていただければと思います。
こちらも0.4mmの厚みでと申し上げたんですが、標準品もほぼ0.4mmということになるため、どちらも1枚当たり20％くらいの温度低減率と。当然500℃、高い温度ですと20％が大きな数字になりますが、100℃だと、20℃くらいしか下がらないと。絶対値は温度によって変わりますが、温度低減率はほぼ同じになると
いうイメージで捉えていただければと思います。
ここまでが商品の説明です。
【温熱パッド（エステー社「HEAToGo」）】
1つ目がエステーさんで出されているフードデリバリー用の温熱シートのパットにファインシュライトが使用されている、オンパックスというカイロがあるんですが、80℃くらいに上がる、高温になるカイロを作っておられまして、これを2枚、専用パットの中に入れています。でこの専用パットの下にもともとウレタンのスポンジが入っていたんですが、それでは底の方に熱が大きく逃げてしまうということで、ここにファインシュライトをお使いいただいています。それを配達バッグの底に入れるということで効果を出していただいているものになります。
【新型コロナワクチン輸送用BOX（スギヤマゲン社「BioBox Freezer）」】
次がコロナワクチンを輸送するBOXになります。
ファイザー製のワクチンが－70℃以下をキープしなければいけないということになっておりまして、
これは電源のないBOXになります。実際は、底にドライアイスを入れて、ドライアイスの昇華温度が大体－78℃前後、になりますので、－70℃以下をキープするとなると、ほぼドライアイスを完全に昇華し続けさせなければならない温度になります。そうするとドライアイスの減りが早いということになるんですが、手前の赤いロの字のところに真空断熱材を入れておりまして、これでほぼ断熱はさせているんですが、当初このまま立上げようとしたところ、10日しか持たないということで、実際は14日持たせたいという目標値に対して少し足りないということでした。そのため、急遽ファインシュライトを提案させていただいて、布の間にかましていただくことで、14日には満たなかったんですが、約20％、10日から12日に延長されたということと、こちらリリースが12月になっているんですが、実際弊社からご紹介したのが10月頃ですぐ採用いただいたということになります。もともと薄い商品なものですから、この隙間に簡単に入れることができて、ほぼ設計変更が不要、それで2日間伸びるのであればぜひ使いたいということで、お使いいただいた事例になります。
【設備断熱（多田スミス社：アルミダイカスト炉）】
カーボンニュートラルで二酸化炭素の排出量を下げなければならないとか省エネを含めて色々問題があった中で、使ってみたいとお声がけいただいて使っていただきました。
真ん中にアルミが400℃で溶けておりまして、その周りに分厚くレンガだったり石膏ボードだったりと無機の断熱材が分厚く入っておりまして、表面温度としては大体100℃弱になっています。でこちらにデータがあるんですが、平均で80.5℃、高いところだと90℃くらいになっています。これに対しましてファインシュライトを先ほどのアルミ付きのものですが、100℃以下なので通常のアルミ付きのものを使っていただきまして、内側にアルミを向けていただいて貼っていただいたということで、平均で大体13℃くらい温度が下がりました。先ほどの20％くらい下がりますよというのがほぼ当たっている形にはなりますが、こういった形で平均で13℃、平均で67.5℃まで下がったと。高いところだと20℃くらい下がっているということになりまして、これがガス炉になっておりまして、この手前にガスのメーターがついていますので、1週間分くらい比較で測っていただきますと、エネルギー削減量としては3.5％ということでした。
あとここ、炉の表面の平均温度が80℃くらいあるため、この前で作業をされている方が照り返しで非常に暑くて、体感温度としては非常に高いということで、ここに貼っていただいて、結果として13℃しか下がっていないんですが、照り返しの熱、体感温度としては非常に下がったということで、作業者の方からかなり喜ばれました。あと、90℃くらいありますと触るとやけどをしてしまうんですが、それが70℃代まで下がりました。熱いは熱いんですが、やけどしにくいということで、省エネ・作業環境改善・安全面という目的でお使いいただいた事例になります。
以上がファインシュライトの説明になります。（～25：28）
【リフレシャイン】（26：12～）
【リフレシャインの機能】
リフレシャインは窓に貼るフィルムです。スライドにもありますが、基本的には窓の内側に貼るフィルムです。
フィルムを貼っていただくことで、5つの特長を付与したものがリフレシャインになっています。特に断熱性というのが他のメーカーにないリフレシャインの最大の特長になっています。冬場、人や暖房器具から出る遠赤外線をフィルムで反射させて中に留めておく、外に逃がさないというのが最大の特長です。
その他で申し上げますと遮熱性です。当然、夏場暑いときにフィルムを貼っていただくことで暑い熱を中に入れません。続いて安全性は、万が一ガラスが割れたときに破片が飛び散らないという飛散防止の効果を兼ね備えております。4つ目が紫外線カットです。フィルムを貼っていただくことでUVを99％カットしますので、窓際の紫外線防止、商品の日焼けによる劣化防止にも繋がります。
最後に透明性です。できるだけ意匠性を損なわないように透明度を高くした商品になっております。
【リフレシャインの機能 透明性】
では、1つずつの項目を簡単に説明します。スライド写真の左側が、何もフィルムを貼っていない状態の室内から見たときの風景になります。スライド写真の右側が、リフレシャインを貼ったときの室内からの眺望になります。日中、中から見たときに、ほとんど違和感がない感じの透明度の高いフィルムとなっております。
【リフレシャインの機能 遮熱性 断熱性】
次が遮熱性、断熱性です。どういう原理で夏場の暑さ対策、冬場の断熱対策をしているのかということを簡単に漫画でご説明します。夏場ですが、基本的に太陽からくる太陽光をフィルムを貼ることで反射をさせて中に入れませんよという働きをしております。夏場の暑さの源は、近赤外線です。この近赤外線をフィルムで反射させて室内に入れないという働きをしています。
続いて冬場です。冬場は赤外線の波長が変わりまして、遠赤外線というものに変ります。この遠赤外線を今度はフィルムの内側で反射させて外に逃がさないという働きをしております。冬場のイメージとしましては、魔法瓶のような効果をお考えいただければイメージつきやすいかと思います。温かい熱を窓から外に逃がすのではなく、フィルムで反射させてできるだけ中に留めておく働きをリフレシャインはしております。そのため、日射による窓際の、夏場で言うとジリジリした感じ、冬場の窓際でよくある冷え冷えした感じを抑えて窓際の環境改善をするというのがリフレシャインの特長になっております。
【リフレシャインの機能 紫外線カット】
次はUVカットになります。フィルムを貼っていただくことで紫外線を99％カットします。ですので、窓際に置いてあるUVで日焼けするカーペットですとか、良くものを置いていたときに日焼けで劣化するというのを
このリフレシャインは防ぐことができております。後は、日焼け止め等のクリームでUVの効果が色々載っているんですが、リフレシャインで言いますと、PA+++という一番効果の高いものになっています。
【リフレシャインの特長 安全性】
万が一ガラスが割れたとき、日本を例に出しますと地震や台風があったりするんですが、このフィルムを貼っていただくことで室内側に大きなガラスの破片が飛び散らないという働きをしますので、万が一の安全対策として飛散防止の効果も付与しております。
【リフレシャインの機能】
・「リフレシャイン」は、透明性を維持しつつ、夏冬の窓際の住環境改善、空調省エネに貢献する当社独自の窓用遮熱・断熱フィルムです。
・実用耐久性・耐傷付き性を有する遮熱・断熱フィルムは「リフレシャイン」のみです。（日本・中国をはじめ主要各国で特許取得済）
【製品ラインナップ】
リフレシャインはTW32という商品とTW36Aという商品の2タイプをラインナップしております。何が違うのかと言いますと、青丸で囲ってある透明性ですね。もともとはTW32という商品をラインナップして活動していたんですが、市場で販売していくうえで、どうしても価格が高いというお声を多々いただきまして、TW36Aという商品を後から発売しました。どちらも断熱性を付与した商品となっておりまして、少し差別化をしました。透明性を少し落として、その代わりに遮熱性を上げた商品がTW36Aになります。この2タイプをラインナップして、今色々なところで活動を進めているという状態です。TW32A/TW36A共に夏場だけではなくて冬場にも効く商品になっております。
【夏場温度抑制効果（事例1）】 33：21
【病院】
まず、病院に貼ることで実際にフィルムの有無でどれくらいの効果が出たのかというのがこちらのスライドになります。方位が西面で、最大気温が約27℃のときに、冷房を付けた状態でフィルムの有無のデータを見てみますと、日射が当たる昼間は13時以降になると窓際で大体4.3℃効果が出たというのが病院での実際に結果が出た事例になります。
【事務所】
次に、窓際のものの温まり方がどうなるのかというので、左側にフィルムを貼った状態、右側がガラスのみの状態でソファーの表面温度がどれくらい変わったのかという測定をしております。こちらはサーモグラフィーというフィルムの表面が測れるような測定器を使って、フィルムの有無で温度を見てみると最大で10.1℃、ものの温まりを防ぐことができましたという効果も確認しております。
【空調消費電力削減効果】
次は、空調が実際どれくらい省エネに貢献できたかというので、こちらのスライドが実際弊社の研究所になります。右側が簡単な模式図になるんですが、ガラスのカーテンウォールになっておりまして、床面積も対して広くない35m²で、かつ東面がほぼガラスの状態になっておりますので、あくまでもこちらはチャンピオンデータに近いものになりますが、ご説明させていただきます。
■年間空調電力比較
1年間ずっと電力を取り続けてみると、青い部分が冷房の時期、赤い部分が暖房の稼働時期になるんですが、年間でフィルムの有無で大体23％の電力削減の効果を確認しております。下の方に大体どれくらいCO₂が減ったかを表示していますが、1年間でおおよそ207.5kgのCO₂の排出を減らすことができたというのが当社の研究所で行ったときの年間での電力の削減効果になります。ただ実際に、このリフレシャインを貼れば毎回23％出るのかというとそういうわけでもなくて、当然ガラスの面積や方位、空調の設定温度、稼働時間によって大きく変わってきますので、もしご検討いただけるようでしたら、当社で簡単なシミュレーションをお出しすることもできますので、ぜひサカエさんにご依頼いただければと思います。
【施工例】
どんなところに貼っているのかと言いますと、1つ目が商業施設です。ここらへんで言いますと、イオンさんのフードコート、駐車場に入るまでの風除室に採用されています。後は病院ですね。寝たきりの方ですと窓際が暑い・寒いという声が良く聞こえますので、病院にも貼られております。同じような環境で言いますと、ホテルがあります。あまりビジネスホテルには貼っていないんですが、結構高級なホテルになりますと、眺望を気にされて、どうしても窓面積が多いので、暑い寒いというお声をいただいているところに対しはフィルムを施工させていただいております。学校もそうなんですが、窓際で勉強している生徒から暑い寒いというお声がありますので学校にも貼られています。後こちらは中国の方になるんですが、中国のスタバ、窓際によく人がいるような場所にも採用いただいております。最後に電車ですね。この辺で申し上げますと、全部ではないですが、遠州鉄道様にも一部列車に貼らせていただいておりますし、関東の方で申しますと、西武鉄道様が大体900両くらい貼らせていただいておりますし、京王電鉄様で申しますと、ほぼ全車両に貼らせていただいております。東急様にも300両ほど貼らせていただいております。中部圏でいきますと、名古屋鉄道様、JR東海様にもリフレシャインを貼らせていただいております。貼っていただくことで、窓際の環境改善にも繋がりますので、鉄道様で申しますと、乗客からのクレームを減らしたい、電車の空調の効きを良くしたいということでリフレシャインを多く採用いただいております。
リフレシャインの説明は以上になります。
