要点：エアロゲル断熱塗料は乾燥塗り厚が通常1–3 mmの厚膜型の遮断型断熱塗料で、20–50 nmのナノ細孔ネットワークによって固体伝導・気体対流・放射の三つの熱移動を同時に抑えます。規格T/CECS 10126-2021はエアロゲル系中塗の熱伝導率を0.044 W/(m·K)以下と定め、R = d/λで換算すると0.044 W/(m·K)・2 mmの塗膜は約0.045 m²·K/Wの熱抵抗を持ち、概ね9 mmの通常の有機塗膜に相当します。処方上の要点は、エアロゲルを増やすと熱伝導率は下がる一方で密着強度も低下するというトレードオフです。公表された水系処方（エアロゲルスラリー20%＋中空ガラスビーズ25%＋アクリルエマルジョン30%）は0.041 W/(m·K)、引張密着強度0.82 MPaを測得しています。
エアロゲル断熱塗料とは
エアロゲル断熱塗料は、ナノ多孔質のシリカ（SiO₂）エアロゲルを主要機能フィラーとし、有機エマルジョンまたは無機バインダーで結合した遮断型の断熱塗料で、乾燥塗り厚は通常1–3 mmです。産業設備・配管・建物外皮での省エネ、低温やけどPrevents、結露抑制に用いられます。近赤外反射型の反射断熱塗料や中遠赤外放射型とは原理が異なり、現場では「断熱中塗＋反射上塗」の複合系が一般的です。
主要データ
- 細孔構造：SiO₂エアロゲルの細孔は約20–50 nmで、Room Temperature常圧の空気分子平均自由行程（約68 nm）より小さい。空隙率90–99.8%、比Surface積400–1000 m²/g、単体Densityは約0.002 g/cm³まで下がります。
- 熱伝導率：原生エアロゲル約0.011–0.018 W/(m·K)、エアロゲルシートは多くが0.023 W/(m·K)以下、塗料化すると0.035–0.044 W/(m·K)が代表値。
- 規格限界：T/CECS 10126-2021（2021-08-01施行）は中塗で0.044 W/(m·K)以下を要求、GB/T 25261-2018は一般の中塗を1級0.08以下・2級0.08–0.15 W/(m·K)に区分。
- 比較基準：静止空気0.023 W/(m·K)、膨張パーライト0.05–0.06 W/(m·K)、通常の有機塗膜は約0.15–0.25 W/(m·K)。
- 公開事例：エアロゲルスラリー20%＋中空ガラスビーズ25%＋アクリルエマルジョン30%の水系中塗で、熱伝導率0.041 W/(m·K)（ASTM E1530-2019）、引張密着強度0.82 MPa（GB/T 30803-2014、IDT ISO 29804:2009）。
- 物性：乾燥膜Densityは約0.35–0.50 g/cm³で通常の充填塗膜より大幅に軽く、市販品は撥水率98%、pH 7–9、格子試験1級などの表記が一般的（型式検査報告で確認）。
- Application：5–40 ℃、1回の乾燥塗り厚約1 mm、吹付距離30–50 cm、総塗り厚2–3 mmを複数回に分けてApplication。
遮熱原理：三つの熱移動を同時に抑える
気相：クヌーセン効果
Room Temperature常圧の空気分子平均自由行程は約68 nm。20–50 nmの細孔内では分子衝突が制限され、気相伝導は自由空気の0.023 W/(m·K)を下回ります。マイクロ級の細孔を持つパーライトやバーミキュライトなど通常の多孔質フィラーとの本質的な違いです。
固相：長く屈曲した伝熱経路
エアロゲルはナノ粒子骨格で固形分比率が低く（空隙率90%超）、伝熱経路が高度に屈曲するため固体伝導が強く抑えられます。バインダーは伝導の橋を再建するため、樹脂が多いほど熱伝導率は上がり、塗膜（0.035–0.044）と原生エアロゲル（0.011–0.018 W/(m·K)）の差が生じます。
放射：赤外遮蔽
High Temperatureでは放射の割合が増えるため、IR遮蔽フィラー（酸化チタン、カーボン系Powder）を補助的に配合し、建築では反射上塗が太陽放射を担います。目標が正反対の放熱・伝熱塗料と数値基準を混同しないよう注意してください。
比較表：熱伝導率と等価塗り厚
熱抵抗 R = d/λ（dは乾燥塗り厚、λは熱伝導率）。0.045 m²·K/Wを得るのに必要な塗り厚：
| 系 | 代表λ, W/(m·K) | 0.045 m²·K/Wに必要な塗り厚 | 備考 |
|---|---|---|---|
| エアロゲル厚膜中塗（T/CECS 10126-2021） | 0.044以下 | 約2.0 mm | エアロゲル体積比の下限を規定 |
| エアロゲル＋中空ガラスビーズ中塗 | 約0.041（実測） | 約1.8 mm | 公開処方、Coating & Protection 20251号 |
| 断熱中塗1級（GB/T 25261-2018） | 0.08以下 | 約3.6 mm | 中空ガラスビーズ系 |
| 断熱中塗2級（GB/T 25261-2018） | 0.08–0.15 | 約3.6–6.7 mm | 膨張パーライト・バーミキュライト系 |
| 通常の有機塗膜 | 約0.15–0.25 | 約7–11 mm | エポキシ・アクリル上塗レベル |
| 静止空気（参考） | 0.023 | 約1.0 mm | 塗料ではなく参考値 |
処方と選定のポイント
熱伝導率と密着強度の両立
エアロゲルは多孔質でもろく、増量すると熱伝導率は下がる一方、連続したバインダー相が薄れて密着強度が落ちます。公開研究ではエマルジョン30%・ビーズ25%固定でスラリー20%を超えると密着強度が継続低下し、20/25/30の組合せが0.041 W/(m·K)と0.82 MPaを両立しました。まず密着強度の下限を固定し、その後エアロゲルを段階的に上げます。
中空ガラスビーズとの併用
中空ガラスビーズは静止空気（約0.023 W/(m·K)）を封入し、安価で耐圧性があり収縮を抑える骨格になります。受入検査ではかさDensityと水中浮遊率で破損ビーズを素早く判定できます。
バインダーと動作温度
水系アクリル系の長期動作温度はおおむね120 ℃が目安です。SiO₂エアロゲル骨格自体は数百 ℃に耐えますが、塗膜の上限はバインダーが決めます。よりHigh Temperatureの配管には無機・珪酸塩系（GB/T 17371-2008参照）やエアロゲルシート＋薄膜の組合せを選び、型式検査データで検証します。
Applicationと検収
厚膜は乾燥収縮でひび割れを起こすため、1回約1 mm、吹付距離30–50 cm、5–40 ℃で分割Applicationします。熱伝導率はGB/T 32064-2015（過渡平面熱源法）または熱流計法、引張密着強度はGB/T 30803-2014、システム設計・検収はT/CECS 835-2021、製品はGB/T 34336-2017で確認します。
よくある質問
熱伝導率はいくらかが合格ですか
T/CECS 10126-2021では0.044 W/(m·K)以下が適合です。0.030 W/(m·K)未満の主張は、試験試験方法・試験片厚さ・養生条件を先に確認してから採用判断してください。
2 mmの塗膜は通常の断熱材のどれくらいに相当しますか
熱抵抗では0.044 W/(m·K)・2 mmが約0.045 m²·K/Wで、従来の断熱中塗3.6–6.7 mm、または通常の有機塗膜7–11 mmに相当します。ただしSurface層であり、配管保温全体の代替ではありません。設計はT/CECS 835-2021と図書に従います。
何度まで使えますか
バインダー次第です。水系アクリルは長期120 ℃程度、それ以上は無機・珪酸塩系やエアロゲルシート複合とし、耐熱・熱サイクルの型式検査で確認します。
エアロゲルを増やすと密着が落ちるのはなぜですか
多孔質のエアロゲルが多すぎるとエマルジョンが粒子を十分に包めず連続相が弱まり、引張密着強度が低下します。密着の下限を先に固定し、エアロゲル・ビーズ・バインダーで勾配試験を行ってください。
厚塗りは割れますか
1回の過剰塗り厚と急速乾燥は微細なひび割れを招きます。1回約1 mmに分け、ビーズや繊維骨格で収縮応力を分散し、重ね時間を守ってください。
反射断熱塗料との関係は
相互補完です。反射上塗が日射吸収を減らし、エアロゲル中塗が伝導を抑えます。複合系は暑い地域の外壁や産業設備で広く使われます。
参考資料
- T/CECS 10126-2021 エアロゲル厚膜断熱塗料システム（2021-08-01施行）
- T/CECS 835-2021 エアロゲル厚膜断熱塗料システム適用技術規程
- GB/T 34336-2017 ナノ細孔エアロゲル複合断熱製品
- GB/T 25261-2018 建築用反射断熱塗料（中塗の等級）
- GB/T 30803-2014 引張密着強度の測定（IDT ISO 29804:2009）
- GB/T 32064-2015 建築材料の熱伝導率過渡平面熱源法
- GB/T 17371-2008 珪酸塩複合断熱塗料
- Zhao Wansaiほか、水系エアロゲル断熱中塗の開発、Coating & Protection 20251号
Last updated: 2026-10-16 ｜ Kexin New Materials (Guangdong) Co., Ltd. 技術部 監修・発行