Realization and Durability Evaluation of Innovative Foamed Plastic Insulation with Microscopic Radiation Mechanism

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持続可能な発展目標やカーボンニュートラル社会実現に向けて温室ガス排出量削減は世界各国から取り組んでいる目標であり、その一環として高性能断熱材の需要は高まっている。その中で、通常の断熱材にフィラーを添加することによってもとの耐久性を維持しつつ熱性能を向上させた断熱材が登場した。このフィラーが断熱材で起こすメカニズムは明らかになっていない。このメカニズムを解明することで断熱材に対してさらに熱性能を向上させ、高い耐久性を持たせることが可能である。そのため、フィラー入り断熱材においてフィラーが関与するメカニズムを明らかにするためにフィラー入りのXPS（押出法ポリスチレンフォーム）と通常のXPSを用いて実験を行った。測定方法として、材料の表面特性を調べるために窒素ガス吸着と二酸化炭素吸着を、材料の水分吸着特性を調べるために水蒸気ガス吸着を行った。二酸化炭素吸着が窒素吸着よりミクロな領域を測定できる。また、非破壊的測定手段としてXーray CTを用いて形態的な変化を測定した。水蒸気ガス吸着の結果、フィラー入りのXPSが通常のXPSより高い水分吸着性を表した。また、窒素ガス吸着を行った結果、両実験体の間に大きな差は見られなかったが、0.7nm以下を測定できる二酸化炭素吸着を行った結果、通常のXPSよりフィラー入りのXPSが広い表面積を持っていることを確認した。続いてX線CTから両実験体を測定した結果、フィラー入りのxpsの空隙分布が100 - 200μmの領域に収縮したことを確認した。さらに、高分子の樹脂分布においてフィラー入りのxpsがより細くなっていることを確認した。これらの測定を通じて通常のxpsにフィラーを添加することによって表面積と断熱材の空隙、樹脂分布に影響を及ぼすことを確認した。これらの変化がフィラーの添加により熱性能が向上した理由の一つであると考えられる。