研究開発された技術紹介

本研究開発の目的は、軽量で審美性に優れ、省エネな空間づくりに貢献する天井材の開発である。開発された天井材は、ガラス繊維三軸織物に有機系ガラス液剤を含浸硬化させた複合材で、軽量でありながら曲率R10以上の曲げが可能で、透過度50%以上の光透過性を持つ。また、織構造に空隙があり、空気の誘導が可能なため、空調の省エネ効果も期待できる。

・軽量天井材に適した三軸織機の開発
-目標値をすべて備えた新三軸織機を開発した。
・有機系ガラス液剤の開発と成形条件の検討
-審美性を保ちながら、不燃性を維持し、加熱により短時間で硬化する液剤を開発した。
・軽量天井材空調の省エネルギー性・快適性の向上
-空調システム全体の最適化が図られた。
・光透過性の検討
-透過度50%以上で天井裏が煩わしくない光天井(カーテン効果)を実現した。

・軽量天井材に適した三軸織機の開発
-ガラス繊維に適した新三軸織機を開発。目標値(11m/hr)を超える生産性(12.9m/hr)を達成し、当機にて織った基材は、軽量(595.2g/m2)、成形性(R600)を備え、既存機より歪がない織物となった。
・有機系ガラス液剤の開発と成形条件の検討
-液剤硬化後の複合材は審美性(透過度50%以上)を保ちながら、不燃性を維持し、50°C~180°Cの加熱により1hr以下で硬化する液剤を開発した。
-作業性の面では保存安定性と含侵性に課題が残るが、UV耐久性が高いなどの新機能付与による市場開拓の可能性が見出された。
・軽量天井材空調の省エネルギー性・快適性の向上
-気流可視化および風速測定の結果、気流の衝突角度が大きくなるにつれ気流拡散性も増大する条件を特定し、空調システム全体の最適化が図られた。
・光透過性の検討
-空隙率30%の軽量天井材を用いることで、透過度50%以上で天井裏が煩わしくない光天井（カーテン効果）を実現し、さらに照明の輝度に関わらずグレア低減を達成した。

従来の石膏ボードなどの天井材が依然として主流であるが、これらは安全性や廃棄時の環境問題(廃石膏ボードが細菌の代謝により有毒な硫化水素を発生させる)を抱えているため、今後は軽量天井材への代替が進むと考えられる。

高い省エネ効果と光透過性を持つ天井材用複合材を提供できるだけでなく、これらの機能が効率良く発揮できる施工条件についてもデータを蓄積した。そのため、施工業者と協働し、材工一貫のワンストップサービスを提供することが可能となる。

本開発品は、平面のみならず曲面形状も表現でき、高いデザイン性の付与ができる。

世界建材市場は、約7%の年平均成長率で成長すると予測されており、将来的には世界的な建築デザイナーと連携して、高性能で優れたデザインをサポートする天井材として海外でも展開していきたい。

有機系ガラス液剤について、安定性と扱いやすさに難があるため、この点の改良が必要である。