真空断熱材が住宅の省エネにも貢献

パナソニックでは85年頃から研究開発が進められてきた真空断熱材技術ですが、ある程度の性能が得られるまでには15年ほどかかっています。その15年間、様々な芯材を検証し、固形化したグラスウールが最適だという結論に達しました。

熱を伝えにくい芯材を探し、グラスウールに辿り着くまで

真空断熱材の性能を高めるカギとなるのは「芯材」です。当初、開発にあたって参考にしたのは魔法瓶でした。スチールの二重構造である魔法瓶は、その間の真空にすることで高い断熱性能を発揮します。しかし、平面において真空状態を維持するにはどうすればいいか、芯材選びに関して、試行錯誤が続きました。

当初はランダムでも比較的良い性能の出る1.5μm程度の微細なガラスウールを使っていたのですが、特殊な繊維ですので、それではコストがかかりすぎてしまいます。開発を進めるうちに、半分程度のコストで済む4.0μm程度の汎用グラスウールでも使えるようになりましたが、バインダー（結着剤）を使わなければ繊維を配列固定化することができず、バインダーを使えば、それだけ空隙率が下がることになってしまうという問題がありました。

そして最終的に落ち着いたのが、繊維を加熱圧縮するという方法でした。加熱圧縮することにより、繊維が層状に固定化し、しかも繊維同士が点接触でまとまるため、以前よりも熱抵抗が大きく、結果として断熱性能も高まるということが分かりました。アイロンをかけて布のシワをとるようなイメージです。そうやって熱圧縮をした上でラミネートフィルム袋に入れて真空状態にして、開口端を熱圧着すれば真空断熱材が完成します。

より使いやすく、さらに進化した「Chip-Vacua」

いくら優れた断熱材であっても、すぐに建築現場で活用できるとは限りません。真空断熱材には「絶対に穴を開けてはいけない」という大前提があります。真空断熱材は少しでも穴が開けば真空ではなくなり、断熱性能も一気に下がってしまうからです。

ところが、実際に建材として使ってみようとすると、工務店の大工さんたちが予想以上に無造作に釘打ちをしていることが判明しました。そこで、建築施工の現場を知ることが、真空断熱材の開発にとって急務となりました。

そこでNEDOプロジェクトでは、ハウスメーカーの協力の下、住宅部材・建材に適した形状を検証してきました。そうした工夫から生まれたのが、真空断熱材の未溶着部を熱溶着して、10cm角の多分割気密構造にした「Chip-Vacua」です。

これならば、たとえ１ヶ所に穴が開いたとしても、他の部分の真空状態を保つことができ、形状によっては、折り曲げたり丸めたりといったフレキシブルな形状が可能になります。住宅用部材・建材としての使いやすさも一気に高まりました。

実験住宅による実証実験で施工課題に挑む

2005年からはNEDOの「住宅建材向け実証実験」をスタートしました。アキレスと共同で新築住宅向けのハイブリッド断熱材を開発すると同時に、アキレスの滋賀工場内にハイブリッド断熱材を使用した住宅と2倍の厚みを持つウレタン住宅の2棟の実験住宅を建築しました。