近年來，汽車、住宅、電子設備等各行各業從節能、熱管理和安全的角度出發，對具備高性能和高柔軟性的隔熱材料的需求日益高漲。高性能隔熱材料的代表性材料爲真空隔熱材料，不過這種材料需要内部保持真空狀態，所以無法應用於薄板材和曲面等形狀。因此，業界推出了由極低密度的矽膠——二氧化矽氣凝膠與不織布和聚合體等復合而成的材料，由於無需保持真空狀態，而且加工性能優異，已經投入實用，但存在二氧化矽容易剝落掉渣、不夠柔軟容易碎裂等問題，因此目前尚未廣泛普及。
對此，日本的Inoac技術研究所公司與日本產業技術綜合研究所（簡稱「產綜研」），在2014年共同開發了由輕量高強度的聚丙烯和導熱率較低的二氧化矽氣凝膠構成的非真空復合隔熱材料「柔性氣凝膠」。該隔熱材料的導熱率爲0.016W/(m·K)，隔熱性能接近真空隔熱材料（導熱率爲0.01W/(m·K)），而且能進行切割和曲面加工，另外，透過將二氧化矽氣凝膠浸入聚丙烯内部，還解決了掉渣問題。雙方從2017年度開始，在日本新能源產業技術綜合開發機構（NEDO）的「戰略性節能技術創新專案」下開發旨在實施柔性氣凝膠實用化的大型樣品製作工藝。此次開發出了柔性氣凝膠的量產工藝，成功製作了長達30米的卷狀樣品。
圖1：此次製作的高性能復合隔熱材料卷（寬400mm×長30m×厚2mm）
圖2：高性能隔熱材料的導熱率和柔軟性
Inoac技術研究所與產綜研首先對超臨界乾燥裝置内的二氧化碳氣體進行流體解析類比，最適化了材料卷的卷繞方法和乾燥工藝，並選取了可在短時間内乾燥卷狀樣品的壓力及溫度等程序條件，開發出了超長卷狀隔熱材料樣品的製作技術（圖3）。這樣就可以製作大面積的高性能隔熱材料樣品，有助於面向具體用途開發產品。透過最適化製造工藝等，實施了量產並降低了製造成本。
圖3：此次開發的量產工藝的關鍵
圖4：利用透過此次開發的量產工藝製作的樣品片材製作的樣品
（左：食品托盤，右：器具運輸托盤）
文 JST客觀日本編輯部
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