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省電力・電磁波防御が可能な薄膜シートシステム

Naruhisa YANAGISAWA 柳澤　徳久

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スライド概要

特殊メッシュ構造の平面発熱体であり、消費電力を約30％～50％の削減が可能な発熱体
広帯域(10MHz～100GHz)とする電磁波シールド特性を持つ
世界中でリチウムイオンバッテリーの利用は急速に拡大し、【HeatFlux】は低温域でも電池温度を最適に制御し、性能劣化を防げると予測
この素材はステンレスのメッシュ構造であるため、接合技術のハードルが高く、引き続き接合技術の開発が必要
私の目標は、様々な環境でも暖かい、ぬくもりを与える、【HeatFlux】がそばにある世界を作ること

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  • 省電力・電磁波防御が可能な 薄膜シートシステム ヒートフラックス株式会社 代表取締役 柳澤 徳久
  • 自己紹介 ● 柳澤徳久 (やなぎさわ なるひさ) 生年月日：1964年11月17日 (昭和39年) 東京生まれ 東海大学 工学部 光学工学科 地球大紀行 第8集 「氷河期襲来」 1987.08.30（NHKスペシャル） NHK TVプログラムにおいて初の３次元画像として放送 地理情報システム（GIS）におけるグリーンランド画像が採用 ◆現在のカーナビゲーションシステム / GISの基礎技術となる ● 業務 専門商社 (㈱大沢商会) に入社 画像解析部門に配属 父のビジネスを継承 (サントクエンタープライズ㈱、㈱ワイバーン) IT、国際貿易、高度医療機器販売 航空会社の日本進出のサポートなどを経て、 第二創業としてヒートフレックスと出会い現在に至る 差し替え ● 委託業務 •藻類関連プラントプロジェクト（筑波大学） •海外進出企業人的訪日研修のマネージメント研修 / 生産計画、５S等 （経済産業省） •低ノイズLED照明機器の開発・製造 (NTT向け) グリーンランド ３D画像 代表取締役 柳澤徳久 ●理念 「道のないところに、道を創る」 ● 特許 特開：2002-328638 名称：広告情報提供システム デジタルサイネージを活用した 広告配信システムと地理情報システム （株式会社ワイバーン）
  • 既存の発熱素材の課題 → HeatFlux の画期的な魅力 これまでの発熱素材 現在活用されている発熱素材は多種多用 ヒーズヒーター、カートリッジヒーター、電熱線、 鋳込みヒーター、パネルヒーター、バンドヒーター、 マイカヒーター、他 電圧：100V～240V 電流：0.1A～ これからの発熱素材 消費電力削減には電圧 (mAh)＝モバイルバッテリー 2023年 展示会において展示ブースに来場：700名以上 3月：脱炭素経営 6月：ものづくりワールド • • • • • • • 数10W～1,000W以上 素材の利点： 特殊メッシュ構造 伝熱効率が高い 平面発熱 厚さ：40㎛ 坪量：50g/㎡ フレキシブル性が高い 耐熱温度：～250℃ 電磁波シールド特性の活用
  • 問題 / Li-Ion電池の普及と熱制御 ◆◆ 温暖化防止の期待もあり、リチウムイオン電池の利用は拡大が継続 ◆◆ 現状の課題 ・ 多くの方式は、均一加熱が難しく、大型で重く、応答が遅い ・ エネルギーを余分に消費し、航続距離やシステム効率を下げる LIB およびPLIB セルの総容量をGWh 2021年から2040年までの世界的なリチウムイオン電池需要または生産容量の推移 ■ NCA：高エネルギー密度、テスラ中心 ■ NMC532/622： ニッケル比率増で密度向上、ただし安全性・寿命課題 ■ PLiBs/新世代：全固体電池などの次世代技術へ ■ LFP：低エネルギー密度
  • 問題 / Li-Ion電池は低温に弱い リチウムイオン電池における環境温度と性能 （発電効率 & 放電性能 + TCO視点） 1. 低温環境での性能劣化 • 0℃以下での急速な容量低下 • 寿命短縮・安全リスクが発生 危険温度帯 (低温帯域) (※デンドライト形成) 危険温度帯 (高温度域) • サイクル寿命を大幅に短縮 • 寿命短縮＝交換コスト増 TCO上昇 ※ デンドライト形成：リチウムイオン電池の充放電時に負極表面に 針状の金属リチウム結晶（デンドライト） が成長する現象 ※ Total Cost of Ownership（総保有コスト） 放電効率 (出力比)％ 2.寿命・劣化の加速 発電効率 (容量保持率) ％ • 「寒冷地での稼働制限」という深刻な課題 ――：発電効率（容量保持） ――：放電性能（出力特性） 緑ゾーン（15～35℃）：TCO削減ゾーン 緑破線（25℃）：最適温度 赤ゾーン（40℃以上） ：危険温度帯（高温） 赤ゾーン（0℃未満） ：危険温度帯（低温）
  • 解決策 / 現状の低温対策 現在のリチウムイオンバッテリーの加温方法 • 電池モジュールに直接取り付けられており小型化のネック • 車両の温水ヒーターと接続されており、複雑でコスト増 • 局所性が高く、均一な加温が困難で危険 • 加温に時間がかかる • 電磁ノイズの原因 安全性・性能・コストはまだまだ不十分なため自動車メーカーも模索中 A. 【HeatFlux】よる解決策 リチウムイオンバッテリーの最大の課題(低温性能・安全性・寿命)を HeatFluxが 【最小の電力で解決】 できる ●超薄膜・均一平面発熱 ●セルやモジュール表面に直接加熱が可能 ●低電力 (USB-Cレベル)で駆動可能 ●均一な加温により劣化を防止
  • ヒートフラックスの特徴 ニクロム線ヒーター 超薄0.04mm 約50g/㎡ メッシュ構造・通気性 電磁波シールド機能 均一な加熱 高い熱伝導効率 加熱が容易にコントロールが可能 安全性が高い 接合技術は秘匿、特許はタイミングをみて申請
  • 多用な用途 EV自動車関連事業 サーモスタット PTCヒーター EV自動車 ヒーティング機能 大型商業ビル向け 配管用ヒーター 配管用ヒータージャケット インテリア・プロダクト ウェアラブル・プロダクト
  • チーム体制 代表取締役 柳澤 徳久 衛星画像処理、地理情報システムを研究し た結果、カーナビゲーションシステムの基礎技 術を構築 2002年デジタルサイネージの特許を取得 アジア諸国の政府の協力により日本企業の海 外工場進出プロジェクト 藻類プラントプロジェクト 低ノイズLED照明装置の開発 技術顧問 佐藤 公保 電子制御機器関連の設計・開発 ハードウェア・ソフトウェアについて幅広 い技術知見を持ち、デバイス設計、総 合的な技術統括を担当 COO 梁瀬 徹行 技術顧問 鷲見 雅彦 エンジニアリングシステムの設計 電機製造企業において知財関 連を担当 業務委託契約 接合技術、フィルム加工等の設 計・開発 接合技術の技術統括を担当 業務委託契約 技術顧問 渡邊 生 技術顧問 高須 剛司 エンジニアリングシステムの設計 ホンダにて、汎用エンジンのアトキ ンソンエンジンを新開発 業務委託契約 電子技術、アッセンブリ開発 電子機器セールス、システムエン ジニアリングを担当 総合的なセールス統括を担当 業務委託契約 電気回路 組込みソフト アプリ開発(Win Linux iOS Android) など縦断して豊富な開発経験がり 理念 「道のないところに、道を創る」
  • スケジュール HeatFlux ５か年計画 百万円 6,000 5,000 4,000 1,000 238 37 4,065 生 産 ラ イ ン 工 場 5,332 ( 2,000 4,750 計 画 ） ( 2,814 3,000 技 術 研 究 セ ン タ ー 計 画 ） 819 912 805 2027 2028 2029 1,190 0 2025 (39) 2026 (1,000) (24) 総売上 2030 営業利益 2025年～2026年 2027年 2030年 ・接合技術の確立化 ・PoC/MVP ・技術研究センター 設立 接合技術生産工場 ・SUS薄膜シート 生産ライン工場 設立 技術開発／製品開発 CXOなどスタッフ強化 海外展開（アメリカ、EU、アジア等）
  • 今後の目標 ヒートフラックスがあることにより ◆ 暖かさが、温もりが、すぐそばにある ◆ 消費電力の30％～50％が可能に ◆ 寒冷地(標高、未インフラ)における暖かい生活に リチウムイオンバッテリーの普及により、 居住空間、アウトドア、山中など どこでも暖かさや温もりを持ち運べる 心地よい世界、生活へ
  • 今後の展望 新技術開発 (課題) / 接合技術・電極加工 協業・共創・共同開発者の開拓 薄膜シートヒーター・電磁波シールドとのシナジー 新会社商号：ヒートフラックス株式会社 新会社設立：2025年6月10日 技術開発／製品開発 CXOなどスタッフ強化 数名 (男性・女性) 海外展開（アメリカ、EU等） 5000万円 希望 資金調達額
  • Thank you
  • CO₂削減効果の試算 もし【HeatFlux】が普及すれば、 ⚫ 世界のCO₂排出量 416億トン（2024年） 化石燃料の燃焼・セメント製造による排出：354億トン、一般家庭(住宅・商業施設)：60億トン 家庭部門： 約15％ ⇒ 50億トン そのうち、熱用途： 50％ ⇒ 約25億トン ⚫ HeatFluxによる削減率 HeatFluxは、従来のニクロム線ヒーターに比べて30〜50％の省電力性能 保守的に30％削減と仮定。 導入シェア（仮定） ⚫ 概算計算 （導入目標：2035年 0.5％） 25億トン（家庭熱用途の排出量）× 0.5％（導入シェア）= 1,250万トン 1,250万トン × 30％（HeatFluxによる削減効果） ≒ 375万t 削減 排出量 実現！ 相当量 ガソリン車の運転 約161万台 / 1年間分 ※乗用車1台が年間で約2.3トンのCO₂排出すると仮定（米国EPA基準） 一般家庭の電力使用 約143万世帯 / 1年間分 ※一般家庭が年間で約2.6トンのCO₂排出すると仮定 原油消費量 約149万リットル ※CO₂：3,750,000t ÷ 2.49t CO₂/kL ≒ 1,506,000kL
  • 既存製品との比較 導入基準 低温用 高温用 柔軟性 透明性 コスト 電磁波遮蔽 ポイント 金属メッシュ エッチング カーボン ナノチューブ グラフェン ITOガラス 電導ポリマ 〇 ◎ ◎ ◎ (30～50%省電力) (高精度加熱) (30℃～80℃) (低温でも発熱可能) △ ◎ ◎ ◎ △ △ (～250～400℃) (～150℃) (単層は温度が低い) (～250℃/～ 400℃/900℃) ◎ △ (布のように柔軟) (基板により柔軟性変動) ◎ (繊維・フィルム塗布可能) △ （メッシュ状） (一般的に非透明) ◎ ◎ (量産化計画 / 2027年) (精密パターン形成可能) (金属構造高性能) (原則不可) 15 10 ◎ ◎ △ △ (製品機能により変動) (量産時は難あり) 28% ◎ ○ △ (多層遮蔽性能あり) 8 10 7 点 0 ◎ (非常に柔軟) △ ◎ 印 8 △ １ 省エネ ○ ２ ◎ ３
  • 薄膜シートヒーター 電 力 （５V～２０V） 電圧 （V） 5.17 9.25 電流 （A） 0.53 0.92 12.28 1.21 15.32 1.48 20.41 1.93 ～ ～ 20.9 4.98 電力と発熱温度 ℃ 電力 （W） 温度 （℃） 90 2.74 8.51 14.86 22.67 39.39 ２８ ４０ ５０ ７０ ８０ 60 ～ 104 ～ １７０ 80 80 70 70 50 50 40 39.39 40 28 22.67 30 14.86 20 8.51 10 2.74 0 W ℃ 【HeatFlux】薄膜シート 16
  • 活用領域と製品展開 積雪が多いエリア 北緯・南緯が高い 標高500ｍ以上の高所 配電網が難しい個所 グリーンハウス 畜産の幼生時の加温 作業現場での活用 モバイルバッテリー・蓄電池にて起動 USB-Cケーブルとの電源接合 Bluetooth・Wi-Fi通信で操作が可能 （薄膜シートヒーターシステム） （電磁波シールド特性） 高電圧電磁波による影響 ジャミング防止 CDR （二酸化炭素除去） 温度スイング式 電磁波シールド特性 太陽フレア （電磁波シールド特性） 寒冷劣化の防止 （電磁波シールド特性） （バッテーリーウォーマー） 作業現場での活用 ロジスティック関連 フードウォーマー デリバリー機器 ベンダー機器 防災用備品 介護用品 ヒートアタックの防止 住宅関連設備 家電用品 自動車 ヒーティング部品 （EV、ハイブリット） 航空宇宙関連 公共交通機関 （薄膜シートヒーターシステム） （電磁波シールド特性） 個人ユース商品 ペット用品・ヘルスケア 簡易調理器具 （薄膜シートヒーターシステム） （電磁波シールド特性）
  • 自由な設計が可能 モバイルバッテリー・蓄電池にて起動 Bluetooth・Wi-Fi通信で操作が可能 電磁波シールド特性 (10MHｚ～110ＧＨｚ) 温熱寝具 28% EVバッテリー関連 USB-Cケーブル 希望する番号を ヒーティング 内臓モバイルバッテリー スマホアプリ コントロール ウェルビーイング ヒーター関連 【HeatFlux】薄膜 シートヒーターシステム 航空宇宙 インソールヒーター ヒーター手袋 ヘルスケア 省エネ 電子デバイス
  • 提案事例 下記の会社から既に商品照会があり、製品化に向けて商談中です。 種別 ヒーティング 電磁波遮蔽 電磁波遮蔽 案件内容 便座ヒーティング 電磁波遮蔽の特性を生かして、防衛関連、セ キュリティ関連の米国での展開 航空機等の電子機器関連のシールド素材とし て 会社名 業務内容 日本を代表する住宅設備機器メーカーであり、トイレや洗面台、浴室製品を中心に提供しています。 「ウォシュレット」で特に有名 アメリカを拠点とする企業で、セキュリティや防衛関連サービスを提供している 航空機器や計測機器を製造・提供する企業で、航空産業や防衛分野に関連する製品を取り扱っている コンビニの自動販売機のヒーティング。冷凍 庫の開閉時の開口部分の瞬間加熱 外部との通信遮断をするためのブースの全面 シールドについて 冷凍・冷蔵設備を中心とした商業用冷蔵庫や自動販売機を製造する会社です。省エネルギー技術に強みが ある ヒーティング 魔法瓶およびステンレスボトルの加熱 家庭用電化製品メーカーで、魔法瓶や炊飯器、電気ポットなどの製品で有名 ヒーティング 災害用寝具に低消費力のヒーティング設備 プラスチック加工製品や靴などの製造を行う企業で、産業資材や生活用品を幅広く展開 ヒーティング オイルパイプの加温による適正温度での供給 ホンダの研究開発部門で、自動車、オートバイ、ロボティクス、エネルギー関連技術の研究を行っている ヒーティング 工場配管のT字、L字の加温 包装資材や産業用フィルムなどの製造を手掛ける企業で、多様な産業に対応した製品を提供 ヒーティング ヒーティングベッドマットの製造 電気設備や工業用機器の製造・販売 ヒーティング レンズ、およびカメラの加温 光学機器や医療機器を輸入・販売する企業で、高品質な製品を取り扱っている ヒーティング ペット用マット、カート等の床保温 ペット関連用品やサービスを提供する企業で、ペットフードやアクセサリーなどが主力製品 ヒーティング 省電力ヒーティングジャケット 作業服やユニフォームの製造・販売を行う企業で、機能性とデザイン性を兼ね備えた製品を提供 ヒーティング コンクリート熱養生シート 建設業界の大手企業の一つで、土木工事や建築工事を中心に活動 電磁波遮蔽・ ヒーティング EV自動車の床部にあるバッテリーの電磁波遮 蔽とバッテリー加温 先進的な自動車技術、システム・製品を提供 ヒーティング 便座ヒーティング グローバル企業で、トイレ、お風呂、キッチンなどの水まわり製品や、窓、ドア、インテリア、エクステ リアなどの建材製品を開発・提供 ヒーティング 電磁波遮蔽 日本の防衛省に属し、航空自衛隊の運営や戦略立案を行う部門
  • 2030年 世界のヒーター市場予測 ヒーター市場規模/電磁波シールド市場 世界のEMC市場予測 2025年〜2030年 年平均成長率 7.8%UP 電磁波対策の強化が求められ市場が拡大 多様化する電子機器の誤作動防止対策 サプライチェーンのおける情報漏洩対策 TAM TAM 4兆2000億円 5兆1600億円 SAM SAM 6000億円 3兆7200億円 SOM SOM 35億円 15億円 世界のヒーター市場 https://www.businessresearchinsights.com/jp/market-reports/ 世界のフレキシブルヒーター市場 https://www.zionmarketresearch.com/report/ NIST-SP800-171 (アメリカ国立標準技術研究所) 2025年〜2030年 年平均成長率 6.8%UP 世界のEMC市場 https://www.maximizemarketresearch.com/market-report/
  • 電磁波シールド特性の活用 電磁波遮蔽効果 50dB:99.999% 90dB:99.99999999% 特殊メッシュ構造 電磁波シールド 優れた耐熱性、耐食性 10MHzー100GHzの領域を遮断 （ステンレス箔シールド相当） （ステンレス箔シールド相当）
  • 製造設計の工夫 発熱パターンについて • 型抜き加工は破棄によるロスの課題 • 省電力をより効果的に設計 • 温度センサーを取り付け 印 • 温度の安定化を維持 • 異常発熱時の探知としても活用 ★新設計の接合技術 ◆ 廃棄ロスの削減 ◆ ステンレス素材 ◆ 特殊メッシュ構造 ◆ 接合技術の開発 従来型方式 新設計加工方式

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