| 研究課題/領域番号 |
19K15158
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| 研究機関 | 熊本県産業技術センター(ものづくり室、材料・地域資源室、食品加工室) |
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研究代表者 |
堀川 真希 熊本県産業技術センター(ものづくり室、材料・地域資源室、食品加工室), その他部局等, 研究主任 (50588465)
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| 研究期間 (年度) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| キーワード | セルロースナノファイバー / 遮熱材 |
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| 研究実績の概要 |
建物や自動車などの窓材には、熱線遮蔽性が高い無機微粒子を樹脂中に分散させた合わせガラス中間膜が用いられている。無機微粒子の添加量を増やして日射透過率を下けると可視透過率が低くなり、逆に外光を取り入れるため可視光透過率を高くすると、日射透過率が上昇し、熱線遮蔽性が低下する問題があった。本研究では、透明性を保ちながら、赤外線を吸収する特性を有する導電性セルロースナノファイバーを遮熱材として樹脂に混ぜ合わせることによって、新しい遮熱中間膜の開発を行うことを目的とした。
今年度は、遮熱材料であるポリ（3,4-エチレンジオキシチオフェン）/硫酸化セルロースナノファイバー（PEDOT/CSNF）を調製して、導電性と透過率の評価を行なった。はじめに、竹CNFを硫酸化してCSNFを調製した。硫酸化反応の時間を変えることによって、グルコース単位当たりの硫酸基の導入数（DS）が1～2のCSNFを調製した。CSNFとPEDOTとの複合化を行い、PEDOT/CSNFを調製した。スピンコート法によりPEDOT/CSNF薄膜を作製して、表面抵抗値と膜厚の測定を行い、導電率の算出を行なった。導電性とDSの相関性を検討したところ、DS値が1付近にて高導電性を示し、熱線吸収能も高いことが分かった。導電性が高い程、π共役系が伸びるため、熱線吸収能も高くなることが考えられる。DS値が大きくなるにつれて、導電性が低下する傾向が見られた。PEDOT/CSNFとポリ（N-イソプロピルアクリルアミド）を混ぜ合わせたものを、合わせガラス中間膜に用いて、合わせガラスを作製した。簡易的な擬似太陽光照射実験を行い、温度抑制効果を確認した。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
竹由来のCNFを原料に用いてクロロスルホン酸と反応させることにより、CSNFの調製を行なった。硫酸化反応時間を変えることにより、グルコース単位当たりの硫酸基導入率が1.1～1.9のCSNFを調製することができた。PEDOT/CSNFを調製後、スピンコート膜を作製して、表面抵抗値と膜厚の測定を行い、導電率の算出を行なった。透過率の測定も行った。DS高が1付近において、導電率および熱線吸収能が高い傾向を示すことが分かった。竹由来のCNFを用いた遮熱材の調製条件の最適化を行なうことができた。また、得られたPEDOT/CSNFとリ（N-イソプロピルアクリルアミド）を混ぜ合わせたものを、合わせガラス中間膜に用いて、合わせガラスを作製した。簡易的な擬似太陽光照射実験を行い、温度抑制効果を確認した。
以上のことから、計画通りに進展している。
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| 今後の研究の推進方策 |
昨年度は竹由来のCNFを原料に用いて、PEDOT/CSNFを調製し、導電性および熱線吸収能の評価を行なった。今年度は、針葉樹由来のCNFを用いて、竹CNFを用いた場合と同様の調製条件により、PEDOT/CSNF膜を作製して、評価を行なう。PEDOT/CSNFは、導電性が高い程、π共役系が伸びるため、熱線吸収能も高くなることが知られている。高導電性で高い熱線吸収能をもつPEDOT/CSNFを得るための条件の最適化を行なう。PEDOT/CSNF膜の電子顕微鏡観察およびラマン分光分析により、構造の解析を行なう。PEDOT/CSNFを樹脂に混ぜ合わせて、ガラス基板に塗布して、遮熱中間膜の作製を行なう。樹脂の種類を変えて、検討を行なう。
紫外～近赤外分光分析を行い、日射透過率を求めることにより、遮熱性の検討を行なう。最終年度には、実際に合わせガラスを作製して、人工太陽光を用いて、遮熱性の試験を行なう予定である。
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