Nothing Special   »   [go: up one dir, main page]

KR20190065325A - 에어로겔 복합체의 제조 방법, 에어로겔 복합체 및 피단열체 - Google Patents

에어로겔 복합체의 제조 방법, 에어로겔 복합체 및 피단열체 Download PDF

Info

Publication number
KR20190065325A
KR20190065325A KR1020197011883A KR20197011883A KR20190065325A KR 20190065325 A KR20190065325 A KR 20190065325A KR 1020197011883 A KR1020197011883 A KR 1020197011883A KR 20197011883 A KR20197011883 A KR 20197011883A KR 20190065325 A KR20190065325 A KR 20190065325A
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
airgel
group
solvent
examples
coating
Prior art date
Application number
KR1020197011883A
Other languages
English (en)
Inventor
히로유키 이즈미
다츠야 마키노
도모히코 고타케
Original Assignee
히타치가세이가부시끼가이샤
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 히타치가세이가부시끼가이샤 filed Critical 히타치가세이가부시끼가이샤
Publication of KR20190065325A publication Critical patent/KR20190065325A/ko

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/02—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials
    • F16L59/029—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials layered
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/18—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer of foamed material
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B5/00—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts
    • B32B5/16—Layered products characterised by the non- homogeneity or physical structure, i.e. comprising a fibrous, filamentary, particulate or foam layer; Layered products characterised by having a layer differing constitutionally or physically in different parts characterised by features of a layer formed of particles, e.g. chips, powder or granules
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B7/00—Layered products characterised by the relation between layers; Layered products characterised by the relative orientation of features between layers, or by the relative values of a measurable parameter between layers, i.e. products comprising layers having different physical, chemical or physicochemical properties; Layered products characterised by the interconnection of layers
    • B32B7/02—Physical, chemical or physicochemical properties
    • B32B7/027—Thermal properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/14—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • C08G77/16—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups to hydroxyl groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08G—MACROMOLECULAR COMPOUNDS OBTAINED OTHERWISE THAN BY REACTIONS ONLY INVOLVING UNSATURATED CARBON-TO-CARBON BONDS
    • C08G77/00—Macromolecular compounds obtained by reactions forming a linkage containing silicon with or without sulfur, nitrogen, oxygen or carbon in the main chain of the macromolecule
    • C08G77/04—Polysiloxanes
    • C08G77/14—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • C08G77/18—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups to alkoxy or aryloxy groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/36—After-treatment
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08J—WORKING-UP; GENERAL PROCESSES OF COMPOUNDING; AFTER-TREATMENT NOT COVERED BY SUBCLASSES C08B, C08C, C08F, C08G or C08H
    • C08J9/00—Working-up of macromolecular substances to porous or cellular articles or materials; After-treatment thereof
    • C08J9/36—After-treatment
    • C08J9/40—Impregnation
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
    • C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
    • C08K5/00—Use of organic ingredients
    • C08K5/54—Silicon-containing compounds
    • C08K5/541—Silicon-containing compounds containing oxygen
    • C08K5/5415—Silicon-containing compounds containing oxygen containing at least one Si—O bond
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/02—Polysilicates
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D183/00—Coating compositions based on macromolecular compounds obtained by reactions forming in the main chain of the macromolecule a linkage containing silicon, with or without sulfur, nitrogen, oxygen, or carbon only; Coating compositions based on derivatives of such polymers
    • C09D183/04—Polysiloxanes
    • C09D183/06—Polysiloxanes containing silicon bound to oxygen-containing groups
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09D—COATING COMPOSITIONS, e.g. PAINTS, VARNISHES OR LACQUERS; FILLING PASTES; CHEMICAL PAINT OR INK REMOVERS; INKS; CORRECTING FLUIDS; WOODSTAINS; PASTES OR SOLIDS FOR COLOURING OR PRINTING; USE OF MATERIALS THEREFOR
    • C09D5/00—Coating compositions, e.g. paints, varnishes or lacquers, characterised by their physical nature or the effects produced; Filling pastes
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/02—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F16—ENGINEERING ELEMENTS AND UNITS; GENERAL MEASURES FOR PRODUCING AND MAINTAINING EFFECTIVE FUNCTIONING OF MACHINES OR INSTALLATIONS; THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L—PIPES; JOINTS OR FITTINGS FOR PIPES; SUPPORTS FOR PIPES, CABLES OR PROTECTIVE TUBING; MEANS FOR THERMAL INSULATION IN GENERAL
    • F16L59/00—Thermal insulation in general
    • F16L59/02—Shape or form of insulating materials, with or without coverings integral with the insulating materials
    • F16L59/028—Composition or method of fixing a thermally insulating material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B37/00—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding
    • B32B37/14—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers
    • B32B37/24—Methods or apparatus for laminating, e.g. by curing or by ultrasonic bonding characterised by the properties of the layers with at least one layer not being coherent before laminating, e.g. made up from granular material sprinkled onto a substrate
    • B32B2037/243—Coating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2266/00—Composition of foam
    • B32B2266/12—Gel
    • B32B2266/126—Aerogel, i.e. a supercritically dried gel
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/30—Properties of the layers or laminate having particular thermal properties
    • B32B2307/304—Insulating
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/40—Properties of the layers or laminate having particular optical properties
    • B32B2307/414—Translucent
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B32—LAYERED PRODUCTS
    • B32B—LAYERED PRODUCTS, i.e. PRODUCTS BUILT-UP OF STRATA OF FLAT OR NON-FLAT, e.g. CELLULAR OR HONEYCOMB, FORM
    • B32B2307/00—Properties of the layers or laminate
    • B32B2307/70—Other properties
    • B32B2307/72—Density

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Wood Science & Technology (AREA)
  • Medicinal Chemistry (AREA)
  • Polymers & Plastics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Thermal Sciences (AREA)
  • Silicon Polymers (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)
  • Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)
  • Thermal Insulation (AREA)
  • Manufacture Of Porous Articles, And Recovery And Treatment Of Waste Products (AREA)

Abstract

본 발명은, 에어로겔에, 코팅 재료 및 용매를 포함하는 코팅액을 침투시키는 공정과, 침투시킨 코팅액으로부터 용매를 제거하는 공정을 구비하는, 에어로겔 복합체의 제조 방법에 관한 것이다.

Description

에어로겔 복합체의 제조 방법, 에어로겔 복합체 및 피단열체
본 발명은 에어로겔 복합체의 제조 방법, 에어로겔 복합체 및 피단열체에 관한 것이다.
저열전도성의 재료로서 에어로겔이 알려져 있다. 에어로겔은 미세 다공질의 구조를 가짐으로써, 내부에 있어서 공기를 비롯한 기체의 이동이 억제되어, 저열전도가 달성되어 있다. 에어로겔의 이와 같은 특성을 살린 단열 부재로서, 시트상의 에어로겔을 구비하는 단열 시트가 개발되어 있다 (예를 들어, 하기 특허문헌 1).
일본 공개특허공보 2010-167685호
그런데, 에어로겔은 나노 사이즈의 미립자의 집합체라고 해도 되고, 사용시에는, 에어로겔 표면으로부터 탈리한 미립자에 의해 발진 (發塵) 하는 문제 (가루 떨어짐) 가 있다. 또, 에어로겔의 골격 자체가 물러지기 쉽고, 충분한 내구력이 부족하다는 문제가 있다. 이들 문제는, 결국 단열 부재로서의 기능의 저하를 초래한다. 일반적으로, 단열 부재는 장기에 걸쳐 대상물을 단열할 필요가 있기 때문에, 에어로겔이 단열 부재로서 장기에 걸쳐 충분한 퍼포먼스를 발휘하는 것은 어려운 것이 현상황이다.
특허문헌 1 에서는, 주로 발진 문제에 대처하기 위해서, 에어로겔 시트를, 수지 코트된 유리 섬유제 포백 등으로 끼워 넣고, 적층체로서 단열용으로 제공하고 있다.
그러나, 특허문헌 1 의 기술에서는, 에어로겔 표면으로부터 외부로의 발진을 억제할 수 있었다고 해도, 발진 자체를 억제할 수 있는 것은 아니다. 또, 에어로겔 시트 자체의 무름은 개선되어 있지 않기 때문에, 외부로부터의 충격에 의해 에어로겔의 골격 자체가 파괴될 우려가 있다. 이와 같이, 종래의 기술에서는, 에어로겔의 우수한 저열전도성이 용이하게 상실될 수 있기 때문에, 에어로겔의 강인화가 요구되고 있다.
본 발명은, 상기의 사정을 감안하여 이루어진 것이며, 우수한 인성 (靭性) 을 갖는 에어로겔 복합체의 제조 방법, 에어로겔 복합체 및 피단열체를 제공하는 것을 목적으로 한다.
본 발명은, 에어로겔에, 코팅 재료 및 용매를 포함하는 코팅액을 침투시키는 공정과, 침투시킨 코팅액으로부터 용매를 제거하는 공정을 구비하는, 에어로겔 복합체의 제조 방법을 제공한다. 이와 같은 방법에 의해 얻어지는 에어로겔 복합체는 우수한 인성을 갖고 있다.
본 발명에 있어서, 코팅액의, 25 ℃ 에 있어서의 점도는 35 mPa·s 이하여도 된다. 이에 따라 양호한 코팅을 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 코팅 재료는 열경화성 수지를 포함할 수 있다. 이에 따라 양호한 코팅을 형성할 수 있다.
본 발명에 있어서, 에어로겔이, 가수 분해성의 관능기 또는 축합성의 관능기를 갖는 규소 화합물, 및, 가수 분해성의 관능기를 갖는 규소 화합물의 가수 분해 생성물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 졸의 축합물인 습윤 겔의 건조물이어도 된다. 이와 같은 에어로겔은, 단열성 및 유연성을 가짐과 함께, 시공성도 우수하다.
본 발명은 또한, 에어로겔과, 에어로겔 내부의 공극을 형성하는 에어로겔 입자의 표면 중 적어도 일부를 피복하는 코팅을 갖는 에어로겔 복합체를 제공한다. 이와 같은 에어로겔 복합체는 우수한 인성을 갖고 있다.
본 발명에 있어서, 에어로겔 복합체의 밀도는 0.30 ∼ 1.15 g/㎤ 로 할 수 있다. 이에 따라, 에어로겔 복합체의 인성 및 단열성이 보다 향상된다.
본 발명에 있어서, 에어로겔 복합체의, 파장 700 ㎚ 의 광에 대한 투과율이 15 ％ 이하여도 된다. 이에 따라, 에어로겔 복합체의 단열성이 보다 향상된다.
본 발명은 또한, 단열 대상물에, 상기의 에어로겔 복합체를 구비하는 피단열체를 제공한다. 인성이 우수한 에어로겔 복합체를 사용한 피단열체이기 때문에, 우수한 저열전도성이 용이하게 상실되기 어렵다.
본 발명에 의하면, 우수한 인성을 갖는 에어로겔 복합체의 제조 방법, 에어로겔 복합체 및 피단열체를 제공할 수 있다.
도 1 은, 본 실시형태의 피단열체를 모식적으로 나타내는 단면도이다.
도 2 는, 실시예 3 에서 얻어진 에어로겔 복합체의 단면 SEM 사진이다.
도 3 은, 비교예 1 에서 얻어진 에어로겔의 단면 SEM 사진이다.
이하, 경우에 따라 도면을 참조하면서 본 개시의 적합한 실시형태에 대해서 상세하게 설명한다. 단, 본 개시는 이하의 실시형태에 한정되는 것은 아니다.
＜정의＞
본 명세서에 있어서, 「∼」 를 사용하여 나타낸 수치 범위는, 「∼」 의 전후에 기재되는 수치를 각각 최소값 및 최대값으로서 포함하는 범위를 나타낸다. 본 명세서에 단계적으로 기재되어 있는 수치 범위에 있어서, 어느 단계의 수치 범위의 상한값 또는 하한값은, 다른 단계의 수치 범위의 상한값 또는 하한값으로 치환해도 된다. 본 명세서에 기재되어 있는 수치 범위에 있어서, 그 수치 범위의 상한값 또는 하한값은, 실시예에 나타내고 있는 값으로 치환해도 된다. 「A 또는 B」 란, A 및 B 중 어느 일방을 포함하고 있으면 되고, 양방 모두 포함하고 있어도 된다. 본 명세서에 예시하는 재료는, 특별히 언급하지 않는 한, 1 종을 단독으로 또는 2 종 이상을 조합하여 사용할 수 있다. 본 명세서에 있어서, 조성물 중의 각 성분의 함유량은, 조성물 중에 각 성분에 해당하는 물질이 복수 존재하는 경우, 특별히 언급하지 않는 한, 조성물 중에 존재하는 복수의 물질의 합계량을 의미한다.
＜피단열체＞
본 실시형태의 피단열체에서는, 단열 대상물 상에 에어로겔 복합체가 형성되어 있다. 도 1 은, 본 실시형태의 피단열체를 모식적으로 나타내는 단면도이다. 도 1 에 나타내는 바와 같이, 피단열체 (10) 에서는, 단열 대상물 (1) 상에 단열층으로서 에어로겔 복합체 (2) 가 형성되어 있다. 에어로겔 복합체 (2) 는, 에어로겔 (2a) 과, 에어로겔 (2a) 내부의 공극을 형성하는 에어로겔 입자의 표면의 적어도 일부를 피복하는 코팅 (2b) 을 갖는다. 에어로겔 (2a) 은, 에어로겔 입자로 구성되는 3 차원적으로 미세한 망목상의 골격을 갖고 있고, 당해 골격에는 다수의 공극이 존재하고 있다. 즉, 에어로겔 복합체 (2) 에 있어서는, 당해 3 차원 망목상의 골격이 유지된 상태로, 골격 (에어로겔 입자에 의해 형성되는 에어로겔 (2a)) 의 표면의 적어도 일부가, 코팅 (2b) 으로 피복되어 있다.
에어로겔 복합체 (2) 는, 단열 대상물 (1) 상의 적어도 일부 (일부 또는 전체) 에 형성할 수 있다. 피단열체 (10) 는, 단열 대상물 (1) 과 에어로겔 복합체 (2) 가 직접 일체적으로 접합되어 있어도 되고, 단열 대상물 (1) 과 에어로겔 복합체 (2) 가 프라이머층 등의 다른 층을 개재하여 접합되어 있어도 된다.
피단열체 (10) 는, 에어로겔 복합체 (2) 상에, 또한 배리어층 (도시하지 않음) 을 구비하고 있어도 된다.
(단열 대상물)
단열 대상물을 구성하는 재료로는, 금속, 세라믹스, 유리, 수지, 이들의 복합 재료 등을 들 수 있다. 즉, 단열 대상물은, 금속, 세라믹스, 유리 및 수지로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 포함할 수 있다. 단열 대상물의 형태로는, 사용하는 목적 또는 재료에 따라, 블록상, 시트상, 파우더상, 구상 (球狀), 섬유상 등을 채용할 수 있다.
상기 금속으로는, 금속의 단체, 금속의 합금, 산화 피막이 형성된 금속 등을 들 수 있다. 금속 원소로는, 철, 동, 니켈, 알루미늄, 아연, 티탄, 크롬, 코발트, 주석, 금, 은 등을 들 수 있다. 후술하는 졸 생성 공정에서 사용하는 재료에 대한 내식성이 우수한 관점에서, 금속으로서, 티탄, 금, 은 등의 단체, 산화 피막이 형성된 철 및 알루미늄 등을 사용할 수 있다.
상기 세라믹스로는, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 마그네시아 등의 산화물, 질화규소, 질화알루미늄 등의 질화물, 탄화규소, 탄화붕소 등의 탄화물, 이들의 혼합물 등을 들 수 있다.
상기 유리로는, 석영 유리, 소다 유리, 붕규산 유리 등을 들 수 있다.
상기 수지로는, 폴리염화비닐, 폴리비닐알코올, 폴리스티렌, 폴리에틸렌, 폴리프로필렌, 폴리아세탈, 폴리메틸메타크릴레이트, 폴리카보네이트, 폴리아미드, 폴리우레탄 등을 들 수 있다.
표면 조도가 큰 단열 대상물, 또는, 다공질 구조의 단열 대상물을 사용함으로써, 양호한 앵커 효과가 얻어지기 때문에, 에어로겔 복합체와의 밀착성을 더욱 향상시킬 수 있다. 단열 대상물 (1) 의 표면 조도 Ra 는, 이와 같은 관점에서 100 ㎚ 이상이어도 되고, 500 ㎚ 이상이어도 된다. 단열 대상물이 다공질 구조인 경우, 단열성을 더욱 향상시키는 관점에서, 다공질 구조가 갖는 구멍이 연통 구멍인 양태, 또한 당해 구멍의 체적의 합계가 단열 대상물의 전체 체적 중 50 ∼ 99 체적％ 인 양태를 채용할 수 있다. 또한, 표면 조도 Ra 는 다음과 같이 측정할 수 있다. 즉, JIS B0601 에 준거하여, 광학식 표면 조도계 (Veeco Metrogy Group 제조, Wyko NT9100) 를 사용하여, 표면의 산술 평균 조도를 측정할 수 있다.
(에어로겔 복합체)
·에어로겔의 정의
협의 (狹義) 로는, 습윤 겔에 대하여 초임계 건조법을 이용하여 얻어진 건조 겔을 에어로겔, 대기압하에서의 건조에 의해 얻어진 건조 겔을 크세로겔, 동결 건조에 의해 얻어진 건조 겔을 크라이오겔이라고 칭하지만, 본 실시형태에 있어서는, 습윤 겔 중 이들 건조 수법에 따르지 않고, 얻어진 저밀도의 건조 겔을 「에어로겔」 이라고 칭한다. 즉, 본 실시형태에 있어서, 「에어로겔」 이란, 광의의 에어로겔인 「Gel comprised of a microporous solid in which the dispersed phase is a gas (분산상이 기체인 미세 다공성 고체로 구성되는 겔)」 를 의미한다. 일반적으로, 에어로겔 (2a) 은, 그 내부에 망목상의 미세 구조를 갖고 있고, 2 ∼ 20 ㎚ 정도의 에어로겔 입자 (에어로겔을 구성하는 입자) 가 결합한 클러스터 구조를 갖고 있다. 이 클러스터에 의해 형성되는 골격 사이에는, 100 ㎚ 에 못 미치는 세공 (細孔) (공극) 이 있다. 이에 따라, 에어로겔 (2a) 은, 3 차원적으로 미세한 다공성의 구조가 형성되어 있다. 또한, 본 실시형태에 관련된 에어로겔 (2a) 은, 예를 들어, 실리카를 주성분으로 하는 실리카 에어로겔이다. 실리카 에어로겔로는, 예를 들어, 유기기 (메틸기 등) 또는 유기 사슬을 도입한, 소위 유기-무기 하이브리드화된 실리카 에어로겔을 들 수 있다.
·에어로겔의 원료
에어로겔은, 여러 가지 규소 화합물을 원료로 하여 얻어진다. 구체적으로는, 에어로겔로는, 가수 분해성의 관능기 또는 축합성의 관능기를 갖는 규소 화합물, 및, 가수 분해성의 관능기를 갖는 규소 화합물의 가수 분해 생성물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 졸의 축합물인 습윤 겔의 건조물 (졸로부터 생성된 습윤 겔을 건조시켜 얻어지는 것) 을 들 수 있다. 또한, 상기 축합물은, 가수 분해성의 관능기를 갖는 규소 화합물의 가수 분해에 의해 얻어진 가수 분해 생성물의 축합 반응에 의해 얻어져도 되고, 가수 분해에 의해 얻어진 관능기가 아닌 축합성의 관능기를 갖는 규소 화합물의 축합 반응에 의해 얻어져도 된다. 규소 화합물은, 가수 분해성의 관능기 및 축합성의 관능기의 적어도 일방을 갖고 있으면 되고, 가수 분해성의 관능기 및 축합성의 관능기의 쌍방을 갖고 있어도 된다.
규소 화합물은, 가수 분해성의 관능기 또는 축합성의 관능기를 갖는 폴리실록산 화합물을 포함할 수 있다. 즉, 상기의 규소 화합물을 함유하는 졸은, 가수 분해성의 관능기 또는 축합성의 관능기를 갖는 폴리실록산 화합물, 및, 가수 분해성의 관능기를 갖는 폴리실록산 화합물의 가수 분해 생성물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종 (이하, 경우에 따라 「폴리실록산 화합물군」 이라고 한다) 을 함유할 수 있다.
가수 분해성의 관능기로는, 예를 들어, 알콕시기를 들 수 있다. 축합성의 관능기 (가수 분해성의 관능기에 해당하는 관능기를 제외한다) 로는, 수산기, 실란올기, 카르복실기, 페놀성 수산기 등을 들 수 있다. 수산기는, 하이드록시알킬기 등의 수산기 함유기에 포함되어 있어도 된다. 또한, 가수 분해성의 관능기 또는 축합성의 관능기를 갖는 폴리실록산 화합물은, 가수 분해성의 관능기 및 축합성의 관능기와는 상이한 반응성기 (가수 분해성의 관능기 및 축합성의 관능기에 해당하지 않는 관능기) 를 추가로 갖고 있어도 된다. 반응성기로는, 에폭시기, 메르캅토기, 글리시독시기, 비닐기, 아크릴로일기, 메타크릴로일기, 아미노기 등을 들 수 있다. 에폭시기는, 글리시독시기 등의 에폭시기 함유기에 포함되어 있어도 된다. 이들 관능기 및 반응성기를 갖는 폴리실록산 화합물은 단독으로, 또는 2 종류 이상을 혼합하여 사용해도 된다. 이들 관능기 및 반응성기 중, 예를 들어, 에어로겔의 유연성을 향상시키는 기로는, 알콕시기, 실란올기, 하이드록시알킬기 등을 들 수 있으며, 이들 중, 알콕시기 및 하이드록시알킬기는 졸의 상용성을 보다 향상시킬 수 있다. 또, 폴리실록산 화합물의 반응성의 향상과 에어로겔의 열 전도율의 저감의 관점에서, 알콕시기 및 하이드록시알킬기의 탄소수는 1 ∼ 6 으로 할 수 있지만, 에어로겔의 유연성을 보다 향상시키는 관점에서 2 ∼ 4 여도 된다.
하이드록시알킬기를 갖는 폴리실록산 화합물로는, 예를 들어, 하기 일반식 (A) 로 나타내는 구조를 갖는 것을 들 수 있다.
[화학식 1]
Figure pct00001
일반식 (A) 중, R1a 는 하이드록시알킬기를 나타내고, R2a 는 알킬렌기를 나타내고, R3a 및 R4a 는 각각 독립적으로 알킬기 또는 아릴기를 나타내고, n 은 1 ∼ 50 의 정수를 나타낸다. 여기서, 아릴기로는, 페닐기, 치환 페닐기 등을 들 수 있다. 또, 치환 페닐기의 치환기로는, 알킬기, 비닐기, 메르캅토기, 아미노기, 니트로기, 시아노기 등을 들 수 있다. 또한, 일반식 (A) 중, 2 개의 R1a 는 각각 동일해도 되고 상이해도 되고, 마찬가지로 2 개의 R2a 는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또, 일반식 (A) 중, 2 개 이상의 R3a 는 각각 동일해도 되고 상이해도 되고, 마찬가지로 2 개 이상의 R4a 는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
상기 구조의 폴리실록산 화합물을 함유하는 졸의 축합물인 습윤 겔을 사용함으로써, 저열전도율이고 또 유연한 에어로겔을 더욱 얻기 쉬워진다. 이와 같은 관점에서, 일반식 (A) 중, R1a 로는 탄소수가 1 ∼ 6 인 하이드록시알킬기 등을 들 수 있으며, 당해 하이드록시알킬기로는, 하이드록시에틸기, 하이드록시프로필기 등을 들 수 있다. 또, 일반식 (A) 중, R2a 로는 탄소수가 1 ∼ 6 인 알킬렌기 등을 들 수 있으며, 당해 알킬렌기로는, 에틸렌기, 프로필렌기 등을 들 수 있다. 또, 일반식 (A) 중, R3a 및 R4a 로는, 각각 독립적으로 탄소수가 1 ∼ 6 인 알킬기, 페닐기 등을 들 수 있으며, 당해 알킬기로는, 메틸기 등을 들 수 있다. 또, 일반식 (A) 중, n 은 2 ∼ 30 으로 할 수 있지만, 5 ∼ 20 이어도 된다.
상기 일반식 (A) 로 나타내는 구조를 갖는 폴리실록산 화합물로는, 시판품을 사용할 수 있으며, X-22-160AS, KF-6001, KF-6002, KF-6003 등의 화합물 (모두, 신에츠 화학 공업 주식회사 제조), XF42-B0970, Fluid OFOH 702-4 ％ 등의 화합물 (모두, 모멘티브사 제조) 등을 들 수 있다.
알콕시기를 갖는 폴리실록산 화합물로는, 예를 들어, 하기 일반식 (B) 로 나타내는 구조를 갖는 것을 들 수 있다.
[화학식 2]
Figure pct00002
일반식 (B) 중, R1b 는 알킬기, 알콕시기 또는 아릴기를 나타내고, R2b 및 R3b 는 각각 독립적으로 알콕시기를 나타내고, R4b 및 R5b 는 각각 독립적으로 알킬기 또는 아릴기를 나타내고, m 은 1 ∼ 50 의 정수를 나타낸다. 여기서, 아릴기로는, 페닐기, 치환 페닐기 등을 들 수 있다. 또, 치환 페닐기의 치환기로는, 알킬기, 비닐기, 메르캅토기, 아미노기, 니트로기, 시아노기 등을 들 수 있다. 또한, 일반식 (B) 중, 2 개의 R1b 는 각각 동일해도 되고 상이해도 되고, 2 개의 R2b 는 각각 동일해도 되고 상이해도 되고, 마찬가지로 2 개의 R3b 는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또, 일반식 (B) 중, m 이 2 이상의 정수인 경우, 2 개 이상의 R4b 는 각각 동일해도 되고 상이해도 되고, 마찬가지로 2 개 이상의 R5b 도 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
상기 구조의 폴리실록산 화합물 또는 그 가수 분해 생성물을 함유하는 졸의 축합물인 습윤 겔을 사용함으로써, 저열전도율이고 또 유연한 에어로겔을 더욱 얻기 쉬워진다. 이와 같은 관점에서, 일반식 (B) 중, R1b 로는, 탄소수가 1 ∼ 6 인 알킬기, 탄소수가 1 ∼ 6 인 알콕시기 등을 들 수 있으며, 당해 알킬기 또는 알콕시기로는, 메틸기, 메톡시기, 에톡시기 등을 들 수 있다. 또, 일반식 (B) 중, R2b 및 R3b 로는, 각각 독립적으로 탄소수가 1 ∼ 6 인 알콕시기 등을 들 수 있으며, 당해 알콕시기로는, 메톡시기, 에톡시기 등을 들 수 있다. 또, 일반식 (B) 중, R4b 및 R5b 로는, 각각 독립적으로 탄소수가 1 ∼ 6 인 알킬기, 페닐기 등을 들 수 있으며, 당해 알킬기로는, 메틸기 등을 들 수 있다. 또, 일반식 (B) 중, m 은 2 ∼ 30 으로 할 수 있지만, 5 ∼ 20 이어도 된다.
상기 일반식 (B) 로 나타내는 구조를 갖는 폴리실록산 화합물은, 예를 들어, 일본 공개특허공보 2000-26609호, 일본 공개특허공보 2012-233110호 등에서 보고되는 제조 방법을 적절히 참조하여 얻을 수 있다.
또한, 알콕시기는 가수 분해하기 때문에, 알콕시기를 갖는 폴리실록산 화합물은 졸 중에서 가수 분해 생성물로서 존재할 가능성이 있고, 알콕시기를 갖는 폴리실록산 화합물과 그 가수 분해 생성물은 혼재하고 있어도 된다. 또, 알콕시기를 갖는 폴리실록산 화합물에 있어서, 분자 중의 알콕시기 전부가 가수 분해되어 있어도 되고, 부분적으로 가수 분해되어 있어도 된다.
이들, 가수 분해성의 관능기 또는 축합성의 관능기를 갖는 폴리실록산 화합물, 및, 가수 분해성의 관능기를 갖는 폴리실록산 화합물의 가수 분해 생성물은, 단독으로, 또는 2 종류 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
규소 화합물은, 폴리실록산 화합물 이외의 규소 화합물을 포함하고 있어도 된다. 즉, 본 실시형태의 졸은, 가수 분해성의 관능기 또는 축합성의 관능기를 갖는 규소 화합물 (폴리실록산 화합물을 제외한다), 및, 가수 분해성의 관능기를 갖는 규소 화합물의 가수 분해 생성물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종 (이하, 경우에 따라 「규소 화합물군」 이라고 한다) 을 함유할 수 있다. 규소 화합물에 있어서의 분자 내의 규소수는 1 또는 2 로 할 수 있다.
가수 분해성의 관능기를 갖는 규소 화합물로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 알킬규소알콕시드를 들 수 있다. 알킬규소알콕시드 중에서도, 가수 분해성의 관능기의 수가 3 개 이하인 것은 내수성을 보다 향상시킬 수 있다. 이와 같은 알킬규소알콕시드로는, 모노알킬트리알콕시실란, 모노알킬디알콕시실란, 디알킬디알콕시실란, 모노알킬모노알콕시실란, 디알킬모노알콕시실란, 트리알킬모노알콕시실란 등을 들 수 있으며, 구체적으로는, 메틸트리메톡시실란, 메틸디메톡시실란, 디메틸디메톡시실란, 에틸트리메톡시실란 등을 들 수 있다.
축합성의 관능기를 갖는 규소 화합물로는, 특별히 한정되지 않지만, 예를 들어, 실란테트라올, 메틸실란트리올, 디메틸실란디올, 페닐실란트리올, 페닐메틸실란디올, 디페닐실란디올, n-프로필실란트리올, 헥실실란트리올, 옥틸실란트리올, 데실실란트리올, 트리플루오로프로필실란트리올 등을 들 수 있다.
가수 분해성의 관능기 또는 축합성의 관능기를 갖는 규소 화합물은, 가수 분해성의 관능기 및 축합성의 관능기와는 상이한, 상기 서술한 반응성기를 추가로 갖고 있어도 된다.
가수 분해성의 관능기의 수가 3 개 이하이고, 반응성기를 갖는 규소 화합물로서, 비닐트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필트리메톡시실란, 3-글리시독시프로필메틸디메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메타크릴옥시프로필메틸디메톡시실란, 3-아크릴옥시프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필트리메톡시실란, 3-메르캅토프로필메틸디메톡시실란, N-페닐-3-아미노프로필트리메톡시실란, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸디메톡시실란 등도 사용할 수 있다.
또, 축합성의 관능기를 갖고, 반응성기를 갖는 규소 화합물로서, 비닐실란트리올, 3-글리시독시프로필실란트리올, 3-글리시독시프로필메틸실란디올, 3-메타크릴옥시프로필실란트리올, 3-메타크릴옥시프로필메틸실란디올, 3-아크릴옥시프로필실란트리올, 3-메르캅토프로필실란트리올, 3-메르캅토프로필메틸실란디올, N-페닐-3-아미노프로필실란트리올, N-2-(아미노에틸)-3-아미노프로필메틸실란디올 등도 사용할 수 있다.
또, 분자 말단의 가수 분해성의 관능기의 수가 3 개 이하인 규소 화합물인 비스트리메톡시실릴메탄, 비스트리메톡시실릴에탄, 비스트리메톡시실릴헥산, 에틸트리메톡시실란, 비닐트리메톡시실란 등도 사용할 수 있다.
이들, 가수 분해성의 관능기 또는 축합성의 관능기를 갖는 규소 화합물, 및, 가수 분해성의 관능기를 갖는 규소 화합물의 가수 분해 생성물은, 단독으로, 혹은 2 종류 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
폴리실록산 화합물군 및 규소 화합물군의 함유량의 총합은, 졸의 총량 100 질량부에 대하여, 5 질량부 이상으로 할 수 있고, 10 질량부 이상이어도 된다. 당해 함유량의 총합은, 졸의 총량 100 질량부에 대하여, 50 질량부 이하로 할 수 있고, 30 질량부 이하여도 된다. 즉, 폴리실록산 화합물군 및 규소 화합물군의 함유량의 총합은, 졸의 총량 100 질량부에 대하여, 5 ∼ 50 질량부로 할 수 있지만, 또한 10 ∼ 30 질량부로 해도 된다. 5 질량부 이상으로 함으로써 양호한 반응성을 더욱 얻기 쉬워지고, 또, 50 질량부 이하로 함으로써 양호한 상용성을 더욱 얻기 쉬워진다.
본 실시형태의 에어로겔은, 실리카 입자를 함유하고 있어도 된다. 즉, 에어로겔을 주는 졸은, 실리카 입자를 추가로 함유하고 있어도 되고, 본 실시형태의 에어로겔은, 실리카 입자를 함유하는 졸의 축합물인 습윤 겔의 건조물이어도 된다.
실리카 입자로는, 특별히 제한없이 사용할 수 있지만, 예를 들어 비정질 실리카 입자를 들 수 있다. 비정질 실리카 입자로는, 예를 들어, 용융 실리카 입자, 흄드 실리카 입자 및 콜로이달 실리카 입자를 들 수 있다. 이들 중, 콜로이달 실리카 입자는, 단분산성이 높고, 졸 중에서의 응집을 억제하기 쉽다.
실리카 입자의 형상으로는, 특별히 제한되지 않고, 구상, 고치형, 회합형 등을 들 수 있다. 이들 중, 실리카 입자로서 구상의 입자를 사용함으로써, 졸 중에서의 응집을 억제하기 쉬워진다. 실리카 입자의 평균 1 차 입자경은, 적당한 강도를 에어로겔에 부여하기 쉬워지고, 건조시의 내수축성이 우수한 에어로겔이 얻기 쉬워진다는 점에서, 1 ㎚ 이상으로 할 수 있고, 5 ㎚ 이상이어도 되고, 10 ㎚ 이상이어도 된다. 한편, 실리카 입자의 고체 열전도를 억제하기 쉬워지고, 단열성이 우수한 에어로겔이 얻기 쉬워진다는 점에서, 실리카 입자의 평균 1 차 입자경은, 500 ㎚ 이하로 할 수 있고, 300 ㎚ 이하여도 되고, 250 ㎚ 이하여도 된다. 즉, 실리카 입자의 평균 1 차 입자경은, 1 ∼ 500 ㎚ 로 할 수 있고, 5 ∼ 300 ㎚ 여도 되고, 10 ∼ 250 ㎚ 여도 된다. 또한, 실리카 입자의 평균 1 차 입자경은, 주사형 전자 현미경 (이하 「SEM」 이라고 약기한다.) 을 사용한 관찰에 의해 측정할 수 있다.
적당한 강도를 에어로겔에 부여하기 쉬워지고, 건조시의 내수축성이 우수한 에어로겔이 얻기 쉬워진다는 점에서, 상기 졸에 포함되는 실리카 입자의 함유량은, 졸의 총량 100 질량부에 대하여, 1 질량부 이상으로 할 수 있고, 4 질량부 이상이어도 된다. 실리카 입자의 고체 열전도를 억제하기 쉬워지고, 단열성이 우수한 에어로겔이 얻기 쉬워진다는 점에서, 상기 졸에 포함되는 실리카 입자의 함유량은, 20 질량부 이하로 할 수 있고, 15 질량부 이하여도 되고, 12 질량부 이하여도 되고, 10 질량부 이하여도 되고, 8 질량부 이하여도 된다. 즉, 실리카 입자의 함유량은, 졸의 총량 100 질량부에 대하여, 1 ∼ 20 질량부로 할 수 있고, 4 ∼ 15 질량부여도 되고, 4 ∼ 12 질량부여도 되고, 4 ∼ 10 질량부여도 되고, 4 ∼ 8 질량부여도 된다.
·에어로겔의 구조
본 실시형태의 에어로겔은, 실록산 결합 (Si-O-Si) 을 포함하는 주사슬을 갖는 폴리실록산을 함유할 수 있다. 에어로겔은, 구조 단위로서, 하기 M 단위, D 단위, T 단위 또는 Q 단위를 가질 수 있다.
[화학식 3]
Figure pct00003
상기 식 중, R 은, 규소 원자에 결합하고 있는 원자 (수소 원자 등) 또는 원자단 (알킬기 등) 을 나타낸다. M 단위는, 규소 원자가 1 개의 산소 원자와 결합한 1 가의 기로 이루어지는 단위이다. D 단위는, 규소 원자가 2 개의 산소 원자와 결합한 2 가의 기로 이루어지는 단위이다. T 단위는, 규소 원자가 3 개의 산소 원자와 결합한 3 가의 기로 이루어지는 단위이다. Q 단위는, 규소 원자가 4 개의 산소 원자와 결합한 4 가의 기로 이루어지는 단위이다. 이들 단위의 함유량에 관한 정보는, Si-NMR 에 의해 얻을 수 있다.
본 실시형태의 에어로겔로는, 이하에 나타내는 구조 등을 갖는 것을 들 수 있다. 에어로겔이 이들 구조를 가짐으로써, 우수한 열 전도율 및 압축 탄성률을 발현하기 쉬워진다. 또한, 본 실시형태에 있어서는, 에어로겔은 이하에 나타내는 구조를 모두 갖고 있어도 된다.
본 실시형태의 에어로겔은, 하기 일반식 (1) 로 나타내는 구조를 가질 수 있다. 본 실시형태의 에어로겔은, 일반식 (1) 로 나타내는 구조를 포함하는 구조로서, 하기 일반식 (1a) 로 나타내는 구조를 가질 수 있다. 상기 일반식 (A) 로 나타내는 구조를 갖는 폴리실록산 화합물을 사용함으로써, 일반식 (1) 및 일반식 (1a) 로 나타내는 구조를 에어로겔의 골격 중에 도입할 수 있다.
[화학식 4]
Figure pct00004
[화학식 5]
Figure pct00005
일반식 (1) 및 일반식 (1a) 중, R1 및 R2 는 각각 독립적으로 알킬기 또는 아릴기를 나타내고, R3 및 R4 는 각각 독립적으로 알킬렌기를 나타낸다. 여기서, 아릴기로는, 페닐기, 치환 페닐기 등을 들 수 있다. 또한, 치환 페닐기의 치환기로는, 알킬기, 비닐기, 메르캅토기, 아미노기, 니트로기, 시아노기 등을 들 수 있다. p 는 1 ∼ 50 의 정수를 나타낸다. 일반식 (1a) 중, 2 개 이상의 R1 은 각각 동일해도 되고 상이해도 되고, 마찬가지로, 2 개 이상의 R2 는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 일반식 (1a) 중, 2 개의 R3 은 각각 동일해도 되고 상이해도 되고, 마찬가지로, 2 개의 R4 는 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
상기 일반식 (1) 또는 일반식 (1a) 로 나타내는 구조를 에어로겔의 골격 중에 도입함으로써, 저열전도율이고 또 유연한 에어로겔이 된다. 이와 같은 관점에서, 일반식 (1) 및 일반식 (1a) 중, R1 및 R2 로는, 각각 독립적으로 탄소수가 1 ∼ 6 인 알킬기, 페닐기 등을 들 수 있으며, 당해 알킬기로는, 메틸기 등을 들 수 있다. 또, 일반식 (1) 및 일반식 (1a) 중, R3 및 R4 로는, 각각 독립적으로 탄소수가 1 ∼ 6 인 알킬렌기 등을 들 수 있으며, 당해 알킬렌기로는, 에틸렌기, 프로필렌기 등을 들 수 있다. 일반식 (1a) 중, p 는 2 ∼ 30 으로 할 수 있고, 5 ∼ 20 이어도 된다.
본 실시형태의 에어로겔은, 지주부 및 다리부를 구비하는 래더형 구조를 갖는 에어로겔이며, 또한 다리부가 하기 일반식 (2) 로 나타내는 에어로겔이어도 된다. 에어로겔의 골격 중에 이와 같은 래더형 구조를 도입함으로써, 내열성과 기계적 강도를 향상시킬 수 있다. 상기 일반식 (B) 로 나타내는 구조를 갖는 폴리실록산 화합물을 사용함으로써, 일반식 (2) 로 나타내는 다리부를 갖는 래더형 구조를 에어로겔의 골격 중에 도입할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서 「래더형 구조」 란, 2 개의 지주부 (struts) 와 지주부끼리를 연결하는 다리부 (bridges) 를 갖는 것 (소위 「사다리」 의 형태를 갖는 것) 이다. 본 태양에 있어서, 에어로겔 골격이 래더형 구조로 이루어져 있어도 되지만, 에어로겔이 부분적으로 래더형 구조를 갖고 있어도 된다.
[화학식 6]
Figure pct00006
일반식 (2) 중, R5 및 R6 은 각각 독립적으로 알킬기 또는 아릴기를 나타내고, b 는 1 ∼ 50 의 정수를 나타낸다. 여기서, 아릴기로는, 페닐기, 치환 페닐기 등을 들 수 있다. 또, 치환 페닐기의 치환기로는, 알킬기, 비닐기, 메르캅토기, 아미노기, 니트로기, 시아노기 등을 들 수 있다. 또한, 일반식 (2) 중, b 가 2 이상의 정수인 경우, 2 개 이상의 R5 는 각각 동일해도 되고 상이해도 되고, 마찬가지로 2 개 이상의 R6 도 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
상기의 구조를 에어로겔의 골격 중에 도입함으로써, 예를 들어, 종래의 래더형 실세스퀴옥산에서 유래하는 구조를 갖는 (즉, 하기 일반식 (X) 로 나타내는 구조를 갖는) 에어로겔보다 우수한 유연성을 갖는 에어로겔이 된다. 실세스퀴옥산은, 조성식：(RSiO1.5)n 을 갖는 폴리실록산이고, 바구니형, 래더형, 랜덤형 등의 여러 가지 골격 구조를 가질 수 있다. 하기 일반식 (X) 에 나타내는 바와 같이, 종래의 래더형 실세스퀴옥산에서 유래하는 구조를 갖는 에어로겔에서는, 다리부의 구조가 -O- (구조 단위로서 상기 T 단위를 갖는다) 이지만, 본 태양의 에어로겔에서는, 다리부의 구조가 상기 일반식 (2) 로 나타내는 구조 (폴리실록산 구조) 이다. 단, 본 실시형태의 에어로겔은, 일반식 (1) ∼ (3) 으로 나타내는 구조에 더하여, 또한 실세스퀴옥산에서 유래하는 구조를 갖고 있어도 된다.
[화학식 7]
Figure pct00007
일반식 (X) 중, R 은 하이드록시기, 알킬기 또는 아릴기를 나타낸다.
지주부가 되는 구조 및 그 사슬 길이, 그리고 다리부가 되는 구조의 간격은 특별히 한정되지 않지만, 내열성과 기계적 강도를 보다 향상시킨다는 관점에서, 래더형 구조로는, 하기 일반식 (3) 으로 나타내는 래더형 구조를 들 수 있다.
[화학식 8]
Figure pct00008
일반식 (3) 중, R5, R6, R7 및 R8 은 각각 독립적으로 알킬기 또는 아릴기를 나타내고, a 및 c 는 각각 독립적으로 1 ∼ 3000 의 정수를 나타내고, b 는 1 ∼ 50 의 정수를 나타낸다. 여기서, 아릴기로는, 페닐기, 치환 페닐기 등을 들 수 있다. 또, 치환 페닐기의 치환기로는, 알킬기, 비닐기, 메르캅토기, 아미노기, 니트로기, 시아노기 등을 들 수 있다. 또한, 일반식 (3) 중, b 가 2 이상의 정수인 경우, 2 개 이상의 R5 는 각각 동일해도 되고 상이해도 되고, 마찬가지로 2 개 이상의 R6 도 각각 동일해도 되고 상이해도 된다. 또, 일반식 (3) 중, a 가 2 이상의 정수인 경우, 2 개 이상의 R7 은 각각 동일해도 되고 상이해도 되고, 마찬가지로 c 가 2 이상의 정수인 경우, 2 개 이상의 R8 은 각각 동일해도 되고 상이해도 된다.
또한, 보다 우수한 유연성을 얻는 관점에서, 일반식 (2) 및 (3) 중, R5, R6, R7 및 R8 (단, R7 및 R8 은 일반식 (3) 중만) 로는, 각각 독립적으로 탄소수가 1 ∼ 6 인 알킬기, 페닐기 등을 들 수 있으며, 당해 알킬기로는, 메틸기 등을 들 수 있다. 또, 일반식 (3) 중, a 및 c 는, 각각 독립적으로 6 ∼ 2000 으로 할 수 있지만, 또한 10 ∼ 1000 으로 해도 된다. 또, 일반식 (2) 및 (3) 중, b 는, 2 ∼ 30 으로 할 수 있지만, 또한 5 ∼ 20 으로 해도 된다.
본 실시형태의 에어로겔은, 하기 일반식 (4) 로 나타내는 구조를 가질 수 있다. 본 실시형태의 에어로겔은, 실리카 입자를 함유함과 함께, 하기 일반식 (4) 로 나타내는 구조를 가질 수 있다.
[화학식 9]
Figure pct00009
일반식 (4) 중, R9 는 알킬기를 나타낸다. 여기서, 알킬기로는, 탄소수가 1 ∼ 6 인 알킬기 등을 들 수 있으며, 당해 알킬기로는, 메틸기 등을 들 수 있다.
본 실시형태의 에어로겔은, 하기 일반식 (5) 로 나타내는 구조를 가질 수 있다. 본 실시형태의 에어로겔은, 실리카 입자를 함유함과 함께, 하기 일반식 (5) 로 나타내는 구조를 가질 수 있다.
[화학식 10]
Figure pct00010
일반식 (5) 중, R10 및 R11 은 각각 독립적으로 알킬기를 나타낸다. 여기서, 알킬기로는, 탄소수가 1 ∼ 6 인 알킬기 등을 들 수 있으며, 당해 알킬기로는, 메틸기 등을 들 수 있다.
본 실시형태의 에어로겔은, 하기 일반식 (6) 으로 나타내는 구조를 가질 수 있다. 본 실시형태의 에어로겔은, 실리카 입자를 함유함과 함께, 하기 일반식 (6) 으로 나타내는 구조를 가질 수 있다.
[화학식 11]
Figure pct00011
일반식 (6) 중, R12 는 알킬렌기를 나타낸다. 여기서, 알킬렌기로는, 탄소수가 1 ∼ 10 인 알킬렌기 등을 들 수 있으며, 당해 알킬렌기로는, 에틸렌기, 헥실렌기 등을 들 수 있다.
·코팅
코팅을 형성하는 재료 (코팅 재료) 로는, 열경화성 수지를 들 수 있다. 열경화성 수지로는, 실리콘 수지, 페놀 수지, 우레아 수지, 멜라민 수지, 불포화 폴리에스테르수지, 에폭시 수지, 폴리우레탄 수지 등을 들 수 있다. 이들 중, 내열성과 고강도라는 관점에서, 코팅 재료로서 실리콘 수지, 에폭시 수지, 페놀 수지 등을 사용할 수 있다.
실리콘 수지로는 특별히 한정되지 않고, 오일계 실리콘, 엘라스토머계 실리콘, 레진계 실리콘, 실란계 실리콘 등의 여러 가지 실리콘 수지를 들 수 있다. 구체적으로는, 아미노 변성 실록산, 에폭시 변성 실록산, 페놀 변성 실록산, 메타크릴레이트 변성 실록산, 알콕시 변성 실록산, 카르비놀 변성 실록산, 비닐 변성 실록산, 티올 변성 실록산 등을 들 수 있다. 제품명이면, RSN-0409, RSN-0431, RSN-0804, RSN-0805, RSN-0806, RSN-0808, RSN-0840 등 (토오레·다우코닝사 제조), KF-8010, X-22-161A, KF-105, X-22-163A, X-22-169AS, KF-6001, KF-2200, X-22-164A, X-22-162C, X-22-167C, X-22-173BX 등 (신에츠 화학 공업 주식회사 제조) 을 들 수 있다. 또한, 종류, 분자량, 관능기 등이 상이한 2 종 이상의 실리콘 수지를, 적당한 비율로 혼합한 실리콘 수지를 사용할 수도 있다.
실리콘 수지의 경화제로는, 산, 염기, 금속 촉매 등을 들 수 있다. 구체적으로는, 예를 들어, 염산, 황산, 질산, 인산, 아세트산, 프로피온산 등의 산, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 탄산나트륨, 탄산수소나트륨, 암모니아, 디메틸아민, 아닐린, 아민 변성 실록산 등의 염기, 나프텐산아연, 옥틸산아연, 나프텐산망간, 나프텐산코발트, 옥틸산코발트 등의 금속 촉매 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
에폭시 수지로는, 예를 들어, 비스페놀 A 형 에폭시 수지, 비스페놀 F 형 에폭시 수지, 나프탈렌형 에폭시 수지, 페놀 노볼락형 에폭시 수지, 크레졸 노볼락형 에폭시 수지, 페놀아르알킬형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 트리페닐메탄형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔형 에폭시 수지 등의 다관능 에폭시 수지를 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
에폭시 수지의 경화제로는, 페놀 수지, 산 무수물, 아민류, 이미다졸류, 포스핀류 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로 사용해도 되고, 2 종 이상을 병용해도 된다.
페놀 수지로는, 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 페놀아르알킬 수지, 크레졸나프톨포름알데히드 중축합물, 트리페닐메탄형 다관능 페놀 수지 등을 들 수 있다.
산 무수물로는, 메틸시클로헥산테트라카르복실산 2무수물, 무수 트리멜리트산, 무수 피로멜리트산, 벤조페논테트라카르복실산 2무수물, 에틸렌글리콜비스안하이드로트리멜리테이트 등을 들 수 있다.
아민류로는, 예를 들어, 디시안디아미드, 지환식 폴리아민, 지방족 폴리아민, 아닐린포름알데히드 축합물 등을 들 수 있다.
이미다졸류로는, 2-페닐이미다졸, 2-페닐-4-메틸이미다졸, 1-벤질-2-메틸이미다졸, 1-벤질-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸, 1-시아노-2-페닐이미다졸, 1-시아노에틸-2-운데실이미다졸트리멜리테이트, 1-시아노에틸-2-페닐이미다졸륨트리멜리테이트, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-운데실이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-에틸-4'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진, 2,4-디아미노-6-[2'-메틸이미다졸릴-(1')]-에틸-s-트리아진이소시아누르산 부가체, 2-페닐이미다졸이소시아누르산 부가체, 2-페닐-4,5-디하이드록시메틸이미다졸, 2-페닐-4-메틸-5-하이드록시메틸이미다졸, 에폭시 수지와 이미다졸류의 부가체 등을 들 수 있다.
포스핀류로는, 트리페닐포스핀, 테트라페닐포스포늄테트라페닐보레이트, 테트라페닐포스포늄테트라(4-메틸페닐)보레이트, 테트라페닐포스포늄(4-플루오로페닐)보레이트 등을 들 수 있다.
페놀 수지로는, 에폭시 수지의 경화제로서 들 수 있는 것을 사용할 수 있다. 즉, 페놀 노볼락 수지, 크레졸 노볼락 수지, 페놀아르알킬 수지, 크레졸나프톨포름알데히드 중축합물, 트리페닐메탄형 다관능 페놀 수지 등을 들 수 있다.
코팅 재료로는, 또, 폴리실라잔을 들 수 있다. 폴리실라잔의 구조는 하기 일반식 (P) 로 나타낼 수 있다.
[화학식 12]
Figure pct00012
일반식 (P) 중, Rx, Ry, Rz 는 각각 독립적으로 수소 또는 치환기를 갖고 있어도 되는 알킬기, 아릴기, 알케닐기, 시클로알킬기, 알콕시기 등을 나타낸다. n 은 2 ∼ 1000 으로 할 수 있다.
폴리실라잔을 물과 반응시킴으로써 산화규소가 얻어진다. 폴리실라잔을 원료로서 얻어지는 산화규소에는, 폴리실라잔과 물의 반응의 정도에 의해, Si-O 로 나타내는 결합, Si-N 으로 나타내는 결합, Si-H 로 나타내는 결합 및 N-H 로 나타내는 결합 등을 함유할 수 있다. 폴리실라잔으로는, 퍼하이드로폴리실라잔 (퍼하이드로폴리실라잔), 메틸하이드로폴리실라잔 등의 오르가노 폴리실라잔, 규소 알콕시드를 반응시켜 얻어지는 규소 알콕시드 부가 폴리실라잔 등을 들 수 있다. 내열성, 입수 용이성, 치밀한 코팅이 얻어지는 등의 관점에서, 폴리실라잔으로서 퍼하이드로폴리실라잔을 사용할 수 있다. 폴리실라잔의 평균 분자량은 100 ∼ 50000 g/㏖ 정도로 할 수 있다.
·에어로겔 복합체의 물성
에어로겔 복합체의 밀도는 강인화와 단열 특성의 양립이라는 관점에서, 0.30 g/㎤ 이상으로 할 수 있지만, 0.50 g/㎤ 이상이어도 되고, 0.70 g/㎤ 이상이어도 되고, 또 1.15 g/㎤ 이하로 할 수 있지만, 1.10 g/㎤ 이하여도 되고, 1.00 g/㎤ 이하여도 된다. 즉, 에어로겔 복합체의 밀도는, 0.30 ∼ 1.15 g/㎤ 로 할 수 있지만, 0.50 ∼ 1.10 g/㎤ 여도 되고, 0.70 ∼ 1.00 g/㎤ 여도 된다. 밀도는, 예를 들어, 비중계에 의해, 혹은 샘플 측장 및 중량 측정을 함으로써, 측정할 수 있다.
파장 700 ㎚ 의 광에 대한 에어로겔 복합체의 투과율은, 강인화와 단열 특성의 양립이라는 관점에서, 15 ％ 이하로 할 수 있지만, 10 ％ 이하여도 되고, 5 ％ 이하여도 되고, 3 ％ 이하여도 된다. 당해 투과율의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 0 으로 할 수 있다. 투과율은, 분광 광도계, 헤이즈미터 등에 의해 측정할 수 있다.
에어로겔 복합체 중의 에어로겔의 함유량은, 적합한 단열성을 발현한다는 관점에서, 30 질량％ 이상으로 할 수 있지만, 40 질량％ 이상이어도 되고, 또 90 질량％ 이하로 할 수 있지만, 80 질량％ 이하여도 된다. 즉, 에어로겔의 함유량은, 30 ∼ 90 질량％ 로 할 수 있지만, 40 ∼ 80 질량％ 여도 된다. 또, 에어로겔 복합체 중의 코팅의 함유량은, 단열성의 저하를 억제한다는 관점에서, 1 질량％ 이상으로 할 수 있지만, 5 질량％ 이상이어도 되고, 또 60 질량％ 이하로 할 수 있지만, 50 질량％ 이하여도 된다. 즉, 코팅의 함유량은, 1 ∼ 60 질량％ 로 할 수 있지만, 5 ∼ 50 질량％ 여도 된다.
에어로겔 복합체의 두께는, 양호한 단열성을 얻기 쉬워진다는 점에서, 1 ㎛ 이상이어도 되고, 10 ㎛ 이상이어도 되고, 30 ㎛ 이상이어도 된다. 에어로겔 복합체의 두께는, 후술하는 세정 및 용매 치환 공정 그리고 건조 공정을 단축할 수 있는 관점에서, 1000 ㎛ 이하여도 되고, 200 ㎛ 이하여도 되고, 100 ㎛ 이하여도 된다. 이들 관점에서, 에어로겔 복합체의 두께는, 1 ∼ 1000 ㎛ 여도 되고, 10 ∼ 200 ㎛ 여도 되고, 30 ∼ 100 ㎛ 여도 된다.
(배리어층)
배리어층은, 에어로겔 복합체의 취성 (脆性) 개선, 내유성 향상 등을 목적으로 하여 형성된다. 배리어층을 형성하는 재료 (배리어층 형성 재료) 로는, 폴리실라잔과 물의 반응물, 실록산계 화합물 등을 들 수 있다.
폴리실라잔으로는 상기 서술한 폴리실라잔을 사용할 수 있다.
실록산계 화합물은, 실록산 결합 (Si-O-Si 결합) 을 갖는 화합물이다. 실록산계 화합물로는, 예를 들어, 실록산 결합 (Si-O-Si 결합) 을 갖는 폴리머 또는 올리고머를 들 수 있다. 실록산계 화합물의 구체예는, 실리콘 (실리콘 수지), 가수 분해성의 관능기를 갖는 유기 규소 화합물의 축합물, 및 실리콘 변성된 폴리머를 포함한다. 가수 분해성의 관능기를 갖는 유기 규소 화합물로는, 예를 들어, 메틸트리메톡시실란, 디메틸디메톡시실란 및 트리메틸메톡시실란을 들 수 있다. 에어로겔층과의 접착성, 내열성 등의 관점에서, 실록산계 화합물은, 예를 들어, 실리콘 또는 메틸트리메톡시실란의 축합물이어도 된다.
상기 배리어층은, 예를 들어, 충전재를 추가로 포함하고 있어도 된다. 충전재를 구성하는 재료로는, 금속, 세라믹 등을 들 수 있다. 상기 금속으로는, 예를 들어, 금속의 단체；금속의 합금；산화 피막이 형성된 금속 등을 들 수 있다. 상기 금속으로는, 철, 동, 니켈, 알루미늄, 아연, 티탄, 크롬, 코발트, 주석, 금, 은 등을 들 수 있다. 상기 세라믹으로는, 알루미나, 티타니아, 지르코니아, 마그네시아 등의 산화물；질화규소, 질화알루미늄 등의 질화물；탄화규소, 탄화붕소 등의 탄화물；이들의 혼합물 등을 들 수 있다. 충전재를 구성하는 재료는, 예를 들어, 용융 실리카, 흄드 실리카, 콜로이달 실리카, 중공상 실리카, 유리, 및 인편상 실리카여도 된다. 상기 유리로는, 석영 유리, 소다 유리, 붕규산 유리 등을 들 수 있다.
배리어층에 있어서의 배리어층 형성 재료의 함유량은, 치밀한 배리어층을 얻기 쉽게 하는 관점에서, 배리어층의 전체 체적에 대하여, 예를 들어, 20 체적％ 이상이어도 되고, 30 체적％ 이상이어도 되고, 40 체적％ 이상이어도 된다. 배리어층 형성 재료의 함유량은, 배리어층 형성을 위한 작업성 향상의 관점에서, 배리어층의 전체 체적에 대하여, 예를 들어, 80 체적％ 이하여도 되고, 70 체적％ 이하여도 되고, 60 체적％ 이하여도 된다. 배리어층이 충전재를 함유하는 경우, 배리어층에 있어서의 충전재의 함유량은, 에어로겔 복합체에 대한 배리어층 조성물의 침투 억제 및 내열성 향상의 관점에서, 배리어층의 전체 체적에 대하여, 예를 들어, 0.1 체적％ 이상이어도 되고, 1 체적％ 이상이어도 되고, 5 체적％ 이상이어도 된다.
배리어층의 두께는, 취성 개선, 내유성 향상 등의 관점에서, 예를 들어, 1 ㎛ 이상이어도 되고, 5 ㎛ 이상이어도 되고, 10 ㎛ 이상이어도 된다. 배리어층의 두께는, 배리어층 형성 후의 취급성 향상의 관점에서, 예를 들어, 1000 ㎛ 이하여도 되고, 200 ㎛ 이하여도 되고, 100 ㎛ 이하여도 된다. 에어로겔 복합체와 배리어층의 합계의 두께는, 보다 양호한 단열성 및 내유성을 얻는 관점에서, 예를 들어, 2 ㎛ 이상이어도 되고, 15 ㎛ 이상이어도 되고, 40 ㎛ 이상이어도 된다. 에어로겔 복합체와 배리어층의 합계의 두께는, 제조 공정 시간의 단축, 취급성 향상 등의 관점에서, 예를 들어, 2000 ㎛ 이하여도 되고, 400 ㎛ 이하여도 되고, 200 ㎛ 이하여도 된다.
＜피단열체의 제조 방법＞
다음으로, 피단열체의 제조 방법에 대해서 설명한다. 피단열체는, 예를 들어, 단열 대상물에 에어로겔을 형성하는 공정 (A：에어로겔 형성 공정) 과, 에어로겔에 코팅액을 침투시킨 후 용매를 제거하는 공정 (B：코팅 공정) 을 구비하는 방법에 의해 제조할 수 있다. 또한, 피단열체가 배리어층을 구비하는 경우에는, 이들 공정에 의해 얻어진 에어로겔 복합체 상에 배리어층을 형성하는 공정 (C：배리어층 형성 공정) 을 또한 실시할 수 있다.
A：에어로겔 형성 공정
에어로겔 형성 공정은, 예를 들어, 에어로겔을 형성하기 위한 졸을 생성시키는 졸 생성 공정과, 얻어진 졸을 단열 대상물에 도공하여 졸 도막을 형성하는 졸 도막 형성 공정과, 졸 도막으로부터 습윤 겔을 생성시키는 습윤 겔 생성 공정과, 습윤 겔을 세정 (및 필요에 따라 용매 치환) 하는 공정과, 세정한 습윤 겔을 건조시키는 건조 공정을 주로 구비할 수 있다. 또한, 「졸」 이란, 겔화 반응이 발생하기 전의 상태로서, 본 실시형태에 있어서는, 규소 화합물 (필요에 따라 또한 실리카 입자) 이 용매 중에 용해 혹은 분산되어 있는 상태를 말한다. 또, 「습윤 겔」 이란, 액체 매체를 포함하고 있으면서도, 유동성을 갖지 않는 습윤 상태의 겔 고형물을 의미한다.
(졸 생성 공정)
졸 생성 공정은, 예를 들어, 규소 화합물 (필요에 따라 또한 실리카 입자) 과 용매를 혼합하고, 가수 분해 반응을 실시하여 졸을 생성하는 공정이다. 본 공정에 있어서는, 가수 분해 반응을 촉진시키기 위해서, 추가로 산 촉매를 첨가해도 된다. 또, 일본 특허공보 제5250900호에 나타내는 바와 같이, 계면 활성제, 열 가수 분해성 화합물 등을 첨가할 수도 있다. 또한, 열선 복사 억제 등을 목적으로 하여, 카본 그래파이트, 알루미늄 화합물, 마그네슘 화합물, 은 화합물, 티탄 화합물 등의 성분을 첨가해도 된다.
용매로는, 예를 들어, 물, 또는, 물 및 알코올류의 혼합액을 사용할 수 있다. 알코올류로는, 메탄올, 에탄올, n-프로판올, 2-프로판올, n-부탄올, 2-부탄올, t-부탄올 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 겔벽과의 계면 장력을 저감시키는 점에서, 표면 장력이 낮고 또한 비점이 낮은 알코올로는, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올 등을 들 수 있다. 이들은 단독으로, 또는 2 종류 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
예를 들어, 용매로서 알코올류를 사용하는 경우, 알코올류의 양은, 규소 화합물의 총량 1 몰에 대하여, 예를 들어, 4 ∼ 8 몰이어도 되고, 4 ∼ 6.5 몰이어도 되고, 4.5 ∼ 6 몰이어도 된다. 알코올류의 양을 4 몰 이상으로 함으로써 양호한 상용성을 더욱 얻기 쉬워지고, 또, 8 몰 이하로 함으로써 겔의 수축을 더욱 억제하기 쉬워진다.
산 촉매로는, 불산, 염산, 질산, 황산, 아황산, 인산, 아인산, 차아인산, 브롬산, 염소산, 아염소산, 차아염소산 등의 무기산류；산성 인산알루미늄, 산성 인산마그네슘, 산성 인산아연 등의 산성 인산염류；아세트산, 포름산, 프로피온산, 옥살산, 말론산, 숙신산, 시트르산, 말산, 아디프산, 아젤라산 등의 유기 카르복실산류 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 얻어지는 에어로겔의 내수성을 보다 향상시키는 산 촉매로는 유기 카르복실산류를 들 수 있다. 당해 유기 카르복실산류로는 아세트산을 들 수 있지만, 포름산, 프로피온산, 옥살산, 말론산 등이어도 된다. 이들은 단독으로, 또는 2 종류 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
산 촉매를 사용함으로써, 규소 화합물의 가수 분해 반응을 촉진시켜, 보다 단시간에 졸을 얻을 수 있다.
산 촉매의 첨가량은, 규소 화합물의 총량 100 질량부에 대하여, 예를 들어, 0.001 ∼ 0.1 질량부로 할 수 있다.
계면 활성제로는, 비이온성 계면 활성제, 이온성 계면 활성제 등을 사용할 수 있다. 이들은 단독으로, 또는 2 종류 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
비이온성 계면 활성제로는, 예를 들어, 폴리옥시에틸렌 등의 친수부와 주로 알킬기로 이루어지는 소수부를 포함하는 화합물, 폴리옥시프로필렌 등의 친수부를 포함하는 화합물 등을 사용할 수 있다. 폴리옥시에틸렌 등의 친수부와 주로 알킬기로 이루어지는 소수부를 포함하는 화합물로는, 폴리옥시에틸렌노닐페닐에테르, 폴리옥시에틸렌옥틸페닐에테르, 폴리옥시에틸렌알킬에테르 등을 들 수 있다. 폴리옥시프로필렌 등의 친수부를 포함하는 화합물로는, 폴리옥시프로필렌알킬에테르, 폴리옥시에틸렌과 폴리옥시프로필렌의 블록 공중합체 등을 들 수 있다.
이온성 계면 활성제로는, 카티온성 계면 활성제, 아니온성 계면 활성제, 양쪽 이온성 계면 활성제 등을 들 수 있다. 카티온성 계면 활성제로는, 브롬화세틸트리메틸암모늄, 염화세틸트리메틸암모늄 등을 들 수 있으며, 아니온성 계면 활성제로는, 도데실술폰산나트륨 등을 들 수 있다. 또, 양쪽 이온성 계면 활성제로는, 아미노산계 계면 활성제, 베타인계 계면 활성제, 아민옥사이드계 계면 활성제 등을 들 수 있다. 아미노산계 계면 활성제로는, 아실글루타민산 등을 들 수 있다. 베타인계 계면 활성제로는, 라우릴디메틸아미노아세트산베타인, 스테아릴디메틸아미노아세트산베타인 등을 들 수 있다. 아민옥사이드계 계면 활성제로는, 예를 들어 라우릴디메틸아민옥사이드 등을 들 수 있다.
이들 계면 활성제는, 습윤 겔 생성 공정에 있어서, 반응계 중의 용매와, 성장해 가는 실록산 중합체 사이의 화학적 친화성의 차이를 작게 하고, 상분리를 억제하는 작용을 하는 것으로 생각된다.
계면 활성제의 첨가량은, 계면 활성제의 종류, 혹은 규소 화합물의 종류 그리고 양에도 좌우되지만, 예를 들어, 규소 화합물의 총량 100 질량부에 대하여, 1 ∼ 100 질량부여도 되고, 5 ∼ 60 질량부여도 된다.
열 가수 분해성 화합물은, 열 가수 분해에 의해 염기 촉매를 발생하여, 반응 용액을 염기성으로 하고, 습윤 겔 생성 공정에서의 졸 겔 반응을 촉진하는 것으로 생각되고 있다. 따라서, 이 열 가수 분해성 화합물로는, 가수 분해 후에 반응 용액을 염기성으로 할 수 있는 화합물이면, 특별히 한정되지 않고, 우레아；포름아미드, N-메틸포름아미드, N,N-디메틸포름아미드, 아세트아미드, N-메틸아세트아미드, N,N-디메틸아세트아미드 등의 산 아미드；헥사메틸렌테트라민 등의 고리형 질소 화합물 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 특히 우레아는 상기 촉진 효과가 얻어지기 쉽다.
열 가수 분해성 화합물의 첨가량은, 습윤 겔 생성 공정에서의 졸 겔 반응을 충분히 촉진할 수 있는 양이면, 특별히 한정되지 않는다. 예를 들어, 열 가수 분해성 화합물로서 우레아를 사용한 경우, 그 첨가량은, 규소 화합물의 총량 100 질량부에 대하여, 예를 들어, 1 ∼ 200 질량부여도 되고, 2 ∼ 150 질량부여도 된다. 첨가량을 1 질량부 이상으로 함으로써, 양호한 반응성을 더욱 얻기 쉬워지고, 또, 200 질량부 이하로 함으로써, 결정의 석출 및 겔 밀도의 저하를 더욱 억제하기 쉬워진다.
졸 생성 공정의 가수 분해는, 혼합액 중의 규소 화합물, 실리카 입자, 산 촉매, 계면 활성제 등의 종류 및 양에도 좌우되지만, 예를 들어, 20 ∼ 60 ℃ 의 온도 환경하에서 10 분 ∼ 24 시간 실시해도 되고, 50 ∼ 60 ℃ 의 온도 환경하에서 5 분 ∼ 8 시간 실시해도 된다. 이에 따라, 규소 화합물 중의 가수 분해성 관능기가 충분히 가수 분해되어, 규소 화합물의 가수 분해 생성물을 보다 확실하게 얻을 수 있다.
단, 용매 중에 열 가수 분해성 화합물을 첨가하는 경우에는, 졸 생성 공정의 온도 환경을, 열 가수 분해성 화합물의 가수 분해를 억제하여 졸의 겔화를 억제하는 온도로 조절해도 된다. 이 때의 온도는, 열 가수 분해성 화합물의 가수 분해를 억제할 수 있는 온도이면, 어느 온도여도 된다. 예를 들어, 열 가수 분해성 화합물로서 우레아를 사용한 경우에는, 졸 생성 공정의 온도 환경은 0 ∼ 40 ℃ 여도 되고, 10 ∼ 30 ℃ 여도 된다.
(졸 도막 형성 공정)
졸 도막 형성 공정은, 상기 졸을 포함하는 졸 도액을 단열 대상물에 도공하여 졸 도막을 형성하는 공정이다. 상기 졸 도액은, 상기 졸로 이루어지는 양태여도 된다. 또, 상기 졸 도액은, 상기 졸을, 유동성을 가질 정도로 겔화 (반겔화) 시킨 것이어도 된다. 졸 도액은, 예를 들어, 겔화를 촉진시키기 위해서, 염기 촉매를 포함하고 있어도 된다.
염기 촉매로는, 수산화리튬, 수산화나트륨, 수산화칼륨, 수산화세슘 등의 알칼리 금속 수산화물；수산화암모늄, 불화암모늄, 염화암모늄, 브롬화암모늄 등의 암모늄 화합물；메타인산나트륨, 피로인산나트륨, 폴리인산나트륨 등의 염기성 인산나트륨염；알릴아민, 디알릴아민, 트리알릴아민, 이소프로필아민, 디이소프로필아민, 에틸아민, 디에틸아민, 트리에틸아민, 2-에틸헥실아민, 3-에톡시프로필아민, 디이소부틸아민, 3-(디에틸아미노)프로필아민, 디-2-에틸헥실아민, 3-(디부틸아미노)프로필아민, 테트라메틸에틸렌디아민, t-부틸아민, sec-부틸아민, 프로필아민, 3-(메틸아미노)프로필아민, 3-(디메틸아미노)프로필아민, 3-메톡시아민, 디메틸에탄올아민, 메틸디에탄올아민, 디에탄올아민, 트리에탄올아민 등의 지방족 아민류；모르폴린, N-메틸모르폴린, 2-메틸모르폴린, 피페라진 및 그 유도체, 피페리딘 및 그 유도체, 이미다졸 및 그 유도체 등의 함질소 복소 고리형 화합물류 등을 들 수 있다. 이들 중에서도, 수산화암모늄 (암모니아수) 은, 휘발성이 높고, 건조 후의 에어로겔 중에 잔존하기 어렵기 때문에 내수성을 저해하지 않는다는 점, 나아가서는 경제성의 점에서 우수하다. 상기의 염기 촉매는 단독으로, 또는 2 종류 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
염기 촉매를 사용함으로써, 졸 중의 규소 화합물 및 실리카 입자의, 탈수 축합 반응, 탈알코올 축합 반응, 또는 그것들 양자의 반응을 촉진할 수 있고, 졸의 겔화를 보다 단시간에 실시할 수 있다. 또, 이에 따라, 강도 (강성) 가 보다 높은 습윤 겔을 얻을 수 있다. 특히, 암모니아는 휘발성이 높고, 에어로겔 중에 잔류하기 어렵기 때문에, 염기 촉매로서 암모니아를 사용함으로써, 보다 내수성이 우수한 에어로겔을 얻을 수 있다.
염기 촉매의 첨가량은, 규소 화합물의 총량 100 질량부에 대하여, 예를 들어, 0.5 ∼ 5 질량부여도 되고, 1 ∼ 4 질량부여도 된다. 상기 첨가량을 0.5 질량부 이상으로 함으로써, 겔화를 보다 단시간에 실시할 수 있고, 5 질량부 이하로 함으로써, 내수성의 저하를 보다 억제할 수 있다.
상기 졸을 반겔화시키는 경우, 겔화는, 용매 및 염기 촉매가 휘발하지 않도록 밀폐 용기 내에서 실시해도 된다. 이 경우의 겔화 온도는, 예를 들어, 30 ∼ 90 ℃ 여도 되고, 40 ∼ 80 ℃ 여도 된다. 겔화 온도를 30 ℃ 이상으로 함으로써, 겔화를 보다 단시간에 실시할 수 있다. 또, 겔화 온도를 90 ℃ 이하로 함으로써, 용매 (특히 알코올류) 의 휘발을 억제하기 쉬워지기 때문에, 체적 수축을 억제하면서 겔화할 수 있다.
상기 졸을 반겔화시키는 경우의 겔화 시간은, 겔화 온도에 따라 상이하지만, 졸 중에 실리카 입자를 함유하는 경우에는, 종래의 에어로겔에 적용되는 졸과 비교하여, 겔화 시간을 단축할 수 있다. 이 이유는, 졸 중의 규소 화합물이 갖는 반응성기 또는 실란올기가, 실리카 입자의 실란올기와 수소 결합 또는 화학 결합을 형성하기 때문인 것으로 추찰한다. 또한, 겔화 시간은, 예를 들어, 10 ∼ 360 분이어도 되고, 20 ∼ 180 분이어도 된다. 겔화 시간이 10 분 이상임으로써, 졸의 점도가 적당히 향상되고, 단열 대상물에 대한 도공성이 향상되고, 360 분 이하임으로써, 졸이 완전하게 겔화되는 것을 억제하기 쉽고, 또한, 단열 대상물과의 양호한 접착성이 얻어지기 쉽다.
졸 도액을 단열 대상물에 도공하는 방법에 특별히 제한은 없지만, 예를 들어, 딥 코트, 스프레이 코트, 스핀 코트, 롤 코트 등을 들 수 있다.
(습윤 겔 생성 공정)
습윤 겔 생성 공정은, 예를 들어, 상기 졸 도막으로부터 습윤 겔을 생성시키는 공정이다. 습윤 겔 생성 공정에 있어서는, 예를 들어, 상기 졸 도막을 가열함으로써, 졸 도막을 겔화시킨 후, 얻어진 겔을 필요에 따라 숙성시킴으로써 습윤 겔을 생성시킨다. 습윤 겔 생성 공정은, 용매 및 염기 촉매가 휘발하지 않도록 밀폐 용기 내에서 실시해도 된다. 습윤 겔 생성 공정에 있어서 겔을 숙성시키면, 습윤 겔을 구성하는 성분의 결합이 강해지고, 그 결과, 건조시의 수축을 억제하는 데에 충분한 강도 (강성) 가 높은 습윤 겔이 얻어지기 쉽다. 습윤 겔 생성 공정에 있어서의 가열 온도 및 숙성 온도는, 예를 들어, 30 ∼ 90 ℃ 여도 되고, 40 ∼ 80 ℃ 여도 된다. 가열 온도 또는 숙성 온도를 30 ℃ 이상으로 함으로써, 강도 (강성) 가 보다 높은 습윤 겔을 얻을 수 있고, 가열 온도 또는 숙성 온도를 90 ℃ 이하로 함으로써, 용매 (특히 알코올류) 의 휘발을 억제하기 쉬워지기 때문에, 체적 수축을 억제하면서 겔화할 수 있다.
(세정 및 용매 치환 공정)
세정 및 용매 치환 공정은, 상기 습윤 겔 생성 공정에 의해 얻어진 습윤 겔을 세정하는 공정 (세정 공정) 과, 습윤 겔 중의 세정액을 건조 조건 (후술하는 건조 공정) 에 적합한 용매로 치환하는 공정 (용매 치환 공정) 을 갖는 공정이다. 세정 및 용매 치환 공정은, 습윤 겔을 세정하는 공정을 실시하지 않고, 용매 치환 공정만을 실시하는 형태에서도 실시 가능하지만, 습윤 겔 중의 미반응물, 부생성물 등의 불순물을 저감하고, 보다 순도가 높은 에어로겔의 제조를 가능하게 하는 관점에서는, 습윤 겔을 세정해도 된다. 또한, 겔 중에 실리카 입자가 포함되어 있는 경우에는, 후술하는 바와 같이 용매 치환 공정은 반드시 필수인 것은 아니다.
세정 공정에서는, 상기 습윤 겔 생성 공정에서 얻어진 습윤 겔을 세정한다. 당해 세정은, 예를 들어 물 또는 유기 용매를 사용하여 반복해서 실시할 수 있다. 이 때, 가온함으로써 세정 효율을 향상시킬 수 있다.
유기 용매로는, 예를 들어, 메탄올, 에탄올, 1-프로판올, 2-프로판올, 1-부탄올, 아세톤, 메틸에틸케톤, 1,2-디메톡시에탄, 아세토니트릴, 헥산, 톨루엔, 디에틸에테르, 클로로포름, 아세트산에틸, 테트라하이드로푸란, 염화메틸렌, N,N-디메틸포름아미드, 디메틸술폭시드, 아세트산, 포름산 등의 각종 유기 용매를 사용할 수 있다. 상기의 유기 용매는 단독으로, 또는 2 종류 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
후술하는 용매 치환 공정에서는, 건조에 의한 겔의 수축을 억제하기 위해서, 저표면장력의 용매를 사용할 수 있다. 그러나, 저표면장력의 용매는, 일반적으로 물과의 상호 용해도가 매우 낮다. 그 때문에, 용매 치환 공정에 있어서 저표면장력의 용매를 사용하는 경우, 세정 공정에서 사용하는 유기 용매로는, 물 및 저표면장력의 용매의 쌍방에 대하여 높은 상호 용해성을 갖는 친수성 유기 용매를 들 수 있다. 또한, 세정 공정에 있어서 사용되는 친수성 유기 용매는, 용매 치환 공정을 위한 예비 치환의 역할을 할 수 있다. 상기의 유기 용매 중에서, 친수성 유기 용매로는, 메탄올, 에탄올, 2-프로판올, 아세톤, 메틸에틸케톤 등을 들 수 있다. 또한, 메탄올, 에탄올, 메틸에틸케톤 등은 경제성의 점에서 우수하다.
세정 공정에 사용되는 물 또는 유기 용매의 양으로는, 습윤 겔 중의 용매를 충분히 치환하고, 세정할 수 있는 양으로 할 수 있다. 당해 양은, 습윤 겔의 용량에 대하여, 예를 들어, 3 ∼ 10 배의 양으로 할 수 있다. 세정은, 예를 들어, 세정 후의 습윤 겔 중의 함수율이, 실리카 질량에 대하여, 10 질량％ 이하가 될 때까지 반복할 수 있다.
세정 공정에 있어서의 온도 환경은, 세정에 사용하는 용매의 비점 이하의 온도로 할 수 있다. 예를 들어, 메탄올을 사용하는 경우, 30 ∼ 60 ℃ 정도의 온도여도 된다.
용매 치환 공정에서는, 후술하는 건조 공정에 있어서의 수축을 억제하기 위해서, 세정한 습윤 겔의 용매를 소정의 치환용 용매로 치환한다. 이 때, 가온함으로써 치환 효율을 향상시킬 수 있다. 치환용 용매로는, 구체적으로는, 건조 공정에 있어서, 건조에 사용되는 용매의 임계점 미만의 온도에서, 대기압하에서 건조시키는 경우에는, 후술하는 저표면장력의 용매를 들 수 있다. 한편, 초임계 건조를 하는 경우에는, 치환용 용매로는, 예를 들어, 에탄올, 메탄올, 2-프로판올, 디클로로디플루오로메탄, 이산화탄소 등, 또는 이들을 2 종 이상 혼합한 용매를 들 수 있다.
저표면장력의 용매로는, 20 ℃ 에 있어서의 표면 장력이 30 mN/m 이하인 것을 들 수 있다. 또한, 당해 표면 장력은 25 mN/m 이하여도 되고, 또는 20 mN/m 이하여도 된다. 저표면장력의 용매로는, 예를 들어, 펜탄 (15.5), 헥산 (18.4), 헵탄 (20.2), 옥탄 (21.7), 2-메틸펜탄 (17.4), 3-메틸펜탄 (18.1), 2-메틸헥산 (19.3), 시클로펜탄 (22.6), 시클로헥산 (25.2), 1-펜텐 (16.0) 등의 지방족 탄화수소류；벤젠 (28.9), 톨루엔 (28.5), m-자일렌 (28.7), p-자일렌 (28.3) 등의 방향족 탄화수소류；디클로로메탄 (27.9), 클로로포름 (27.2), 4염화탄소 (26.9), 1-클로로프로판 (21.8), 2-클로로프로판 (18.1) 등의 할로겐화 탄화수소류；에틸에테르 (17.1), 프로필에테르 (20.5), 이소프로필에테르 (17.7), 부틸에틸에테르 (20.8), 1,2-디메톡시에탄 (24.6) 등의 에테르류；아세톤 (23.3), 메틸에틸케톤 (24.6), 메틸프로필케톤 (25.1), 디에틸케톤 (25.3) 등의 케톤류；아세트산메틸 (24.8), 아세트산에틸 (23.8), 아세트산프로필(24.3), 아세트산이소프로필 (21.2), 아세트산이소부틸 (23.7), 에틸부티레이트 (24.6) 등의 에스테르류 등을 들 수 있다 (괄호 내는 20 ℃ 에서의 표면 장력을 나타내고, 단위는 [mN/m] 이다). 이들 중에서, 지방족 탄화수소류 (헥산, 헵탄 등) 는 저표면장력이고 또한 작업 환경성이 우수하다. 또, 이들 중에서도, 아세톤, 메틸에틸케톤, 1,2-디메톡시에탄 등의 친수성 유기 용매를 사용함으로써, 상기 세정 공정의 유기 용매와 겸용할 수 있다. 또한, 이들 중에서도, 후술하는 건조 공정에 있어서의 건조가 더욱 용이한 점에서, 상압에서의 비점이 100 ℃ 이하인 용매를 사용해도 된다. 상기의 용매는 단독으로, 또는 2 종류 이상을 혼합하여 사용해도 된다.
용매 치환 공정에 사용되는 용매의 양으로는, 세정 후의 습윤 겔 중의 용매를 충분히 치환할 수 있는 양으로 할 수 있다. 당해 양은, 습윤 겔의 용량에 대하여, 예를 들어, 3 ∼ 10 배의 양으로 할 수 있다.
용매 치환 공정에 있어서의 온도 환경은, 치환에 사용하는 용매의 비점 이하의 온도로 할 수 있다. 예를 들어, 헵탄을 사용하는 경우, 30 ∼ 60 ℃ 정도의 온도여도 된다.
또한, 상기 서술한 바와 같이, 겔 중에 실리카 입자가 포함되어 있는 경우, 용매 치환 공정은 필수는 아니다. 추찰되는 메커니즘으로는 다음과 같다. 실리카 입자가 포함되어 있지 않은 경우, 건조 공정에 있어서의 수축을 억제하기 위해서, 습윤 겔의 용매를 소정의 치환용 용매 (저표면장력의 용매) 로 치환하는 것이 바람직하다. 한편, 실리카 입자가 포함되어 있는 경우, 실리카 입자가 3 차원 망목상의 골격의 지지체로서 기능함으로써, 당해 골격이 지지되고, 건조 공정에 있어서의 겔의 수축이 억제되는 것으로 생각된다. 따라서, 세정에 사용한 용매를 치환하지 않고, 겔을 그대로 건조 공정에 제공할 수 있는 것으로 생각된다. 또한, 이와 같이, 세정 및 용매 치환 공정으로부터 건조 공정의 간략화가 가능하지만, 용매 치환 공정을 실시하는 것을 조금도 배제하는 것은 아니다.
(건조 공정)
건조 공정에서는, 상기한 바와 같이 세정 (및 필요에 따라 용매 치환) 한 습윤 겔을 건조시킨다.
건조의 수법으로는 특별히 제한되지 않고, 공지된 상압 건조, 초임계 건조 또는 동결 건조를 사용할 수 있다. 이들 중에서, 저밀도의 에어로겔을 제조하기 쉽다는 관점에서는, 상압 건조 또는 초임계 건조를 사용할 수 있다. 또, 저비용으로 생산 가능하다는 관점에서는, 상압 건조를 사용할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 상압이란, 0.1 ㎫ (대기압) 를 의미한다.
본 실시형태에 관련된 에어로겔은, 예를 들어, 세정 및 (필요에 따라) 용매 치환한 습윤 겔을, 건조에 사용되는 용매의 임계점 미만의 온도에서, 대기압하에서 건조시킴으로써 얻을 수 있다. 건조 온도는, 치환된 용매 (용매 치환을 실시하지 않는 경우에는 세정에 사용된 용매) 의 종류에 따라 상이하지만, 특히 고온에서의 건조가 용매의 증발 속도를 빠르게 하여, 겔에 큰 균열을 발생시키는 경우가 있다는 점을 감안하여, 예를 들어, 20 ∼ 150 ℃ 여도 되고, 60 ∼ 120 ℃ 여도 된다. 또, 건조 시간은, 습윤 겔의 용량 및 건조 온도에 따라 상이하지만, 예를 들어, 4 ∼ 120 시간으로 할 수 있다. 또한, 본 실시형태에 있어서, 생산성을 저해하지 않는 범위 내에 있어서 임계점 미만의 압력을 가하여 건조를 빨리하는 것도, 상압 건조에 포함되는 것으로 한다.
본 실시형태에 관련된 에어로겔 형성 공정에 있어서는, 급격한 건조에 의한 에어로겔의 크랙을 억제하는 관점에서, 건조 공정의 전에 프리 건조를 실시해도 된다. 프리 건조 온도는, 예를 들어, 60 ∼ 180 ℃ 여도 되고, 90 ∼ 150 ℃ 여도 된다. 프리 건조 시간은, 에어로겔의 용량 및 건조 온도에 따라 상이하지만, 예를 들어, 1 ∼ 30 분이어도 된다.
건조 공정에 있어서의 건조 방법은, 예를 들어, 초임계 건조여도 된다. 초임계 건조는, 공지된 수법으로 실시할 수 있다. 초임계 건조시키는 방법으로는, 예를 들어, 습윤 겔에 포함되는 용매의 임계점 이상의 온도 및 압력으로 용매를 제거하는 방법을 들 수 있다. 혹은, 초임계 건조시키는 방법으로는, 습윤 겔을, 액화 이산화탄소 중에, 예를 들어, 20 ∼ 25 ℃, 5 ∼ 20 ㎫ 정도의 조건으로 침지함으로써, 습윤 겔에 포함되는 용매의 전부 또는 일부를 당해 용매보다 임계점이 낮은 이산화탄소로 치환한 후, 이산화탄소를 단독으로, 또는 이산화탄소 및 용매의 혼합물을 제거하는 방법을 들 수 있다.
이와 같은 상압 건조 또는 초임계 건조에 의해 얻어진 에어로겔은, 또한 상압하에서, 105 ∼ 200 ℃ 에서 0.5 ∼ 2 시간 정도 추가 건조시켜도 된다. 이에 따라, 밀도가 낮고, 작은 세공을 갖는 에어로겔을 더욱 얻기 쉬워진다. 추가 건조는, 상압하에서, 150 ∼ 200 ℃ 에서 실시해도 된다.
B：코팅 공정
코팅 공정은, 예를 들어, 코팅 재료 및 용매를 포함하는 코팅액을 조제하는 액 조제 공정과, 얻어진 코팅액을 에어로겔에 침투시키는 침투 공정과, 침투시킨 코팅액으로부터 용매를 제거하는 용매 제거 공정을 구비할 수 있다.
(액 조제 공정)
용매 중에 코팅 재료를 첨가함으로써 코팅액을 조제한다. 용매는, 에어로겔에 대한 침투성의 관점에서 유기 용매를 사용할 수 있다. 유기 용매로는, 후공정에 있어서의 용매 제거를 저온에서 실시하기 쉬운 관점에서, 증기압이 작은 유기 용매를 사용할 수 있으며, 특히 비점이 100 ℃ 이하인 유기 용매를 사용할 수 있다. 유기 용매로는, 구체적으로는, 메탄올, 에탄올, 이소프로필알코올, 1,4-디옥산, 디클로로메탄, 벤젠, 시클로헥산, 아세트산메틸, 아세트산에틸, 아세톤, 메틸에틸케톤 등을 사용할 수 있다.
코팅액 중의 코팅 재료의 함유량 (고형분) 은, 적당한 두께의 코팅을 형성 한다는 관점에서, 1 질량％ 이상으로 할 수 있지만, 5 질량％ 이상이어도 되고, 또 40 질량％ 이하로 할 수 있지만, 20 질량％ 이하여도 된다. 즉, 코팅 재료의 함유량은, 1 ∼ 40 질량％ 로 할 수 있지만, 5 ∼ 20 질량％ 여도 된다.
코팅액의 점도는, 에어로겔에 대한 침투성을 충분히 확보하는 관점에서, 25 ℃ 에 있어서 35 mPa·s 이하로 할 수 있다. 동일한 관점에서, 당해 점도는 20 mPa·s 이하여도 되고, 10 mPa·s 이하여도 된다. 당해 점도의 하한은 특별히 한정되지 않지만, 침투 공정의 프로세스의 우도 (尤度) 라는 관점에서, 1 mPa·s 로 할 수 있다. 점도는, E 형 점도계, 진동식 점도계 등에 의해 측정할 수 있다.
(침투 공정)
본 공정에서는, 조제된 코팅액이, 에어로겔 내부의 공극 중에 충분히 널리 퍼지도록 침투시킨다. 구체적으로는, 코팅액에 에어로겔을 침지시키는 딥핑법, 에어로겔에 코팅액을 도포하는 도포법 등을 들 수 있다. 침투 방법은 제한되지 않고, 에어로겔의 크기, 형상 등에 따라 적합한 수법이면 된다. 본 실시형태에 있어서는, 에어로겔의 심부 (深部) (예를 들어 단열 대상물과 접하는 측) 에까지 코팅액이 침투하도록, 적당히 희석된 코팅액을 사용하고 있다. 본 공정은 특히, 에어로겔의 표면에 수지층 등을 형성한다는 사상이 아니라, 에어로겔의 내부에까지 코팅 재료를 침투시켜 에어로겔의 골격 자체를 강화한다는 사상에 기초하는 것이다. 이에 따라 가루 떨어짐에 더하여 에어로겔의 무름을 개선할 수 있기 때문에, 단열 신뢰성이 우수한 피단열체를 얻을 수 있다.
딥핑법의 경우, 코팅액을 침투시키는 시간은, 코팅액의 점도, 에어로겔의 젖음성 등에 의존하기 때문에 일률적으로는 말할 수 없지만, 적어도 5 초 이상으로 할 수 있고, 10 초 이상이어도 되고, 30 초 이상이어도 된다. 침투시키는 시간은 길어도 특별히 문제는 없지만, 작업 효율의 관점에서 1 분 정도로 할 수 있다.
도포법의 경우, 도공 방법 (도공기) 으로는, 다이 코터, 콤마 코터, 바 코터, 키스 코터, 롤 코터 등을 이용할 수 있다. 또, 도포량은, 에어로겔의 공극을 코팅액으로 충분히 채우는 관점에서, 에어로겔의 체적의 90 ∼ 120 ％ 로 할 수 있다. 도포량이 90 ％ 이상이면, 에어로겔에 대한 처리 얼룩을 억제하기 쉽고, 120 ％ 이하이면, 용매 제거 후에 에어로겔 복합체 상에 여분의 수지가 남기 어렵다.
침투 공정에 있어서의 온도는, 코팅 재료의 종류, 코팅액 중의 코팅 재료의 함유량 등에 따라, 코팅액이 에어로겔에 침투하기 쉽도록 적절히 조정할 수 있다. 예를 들어, 코팅액을 에어로겔에 침투시킬 때의 코팅액의 점도가 35 mPa·s 이하가 되도록 온도를 조정함으로써, 침투 공정을 보다 적합하게 실시할 수 있다. 또한, 작업 효율과 양호한 침투성을 양립하는 관점에서, 당해 온도는, 예를 들어 0 ∼ 80 ℃ 로 할 수 있고, 10 ∼ 60 ℃ 여도 되고, 20 ∼ 40 ℃ 여도 된다.
(용매 제거 공정)
본 공정에서는, 코팅액이 침투한 에어로겔로부터, 코팅액 중의 용매를 제거한다. 이에 따라, 에어로겔에 있어서, 다공성의 구조가 유지된 상태로, 에어로겔 입자에 의해 형성되는 골격의 표면이, 코팅 재료에 의해 피복된다.
용매의 제거는, 에어로겔의 두께, 코팅 재료의 종류 등에 의존하기 때문에 일률적으로는 말할 수 없지만, 용매의 증발 속도를 컨트롤 하기 쉬운 관점에서, 50 ∼ 150 ℃ 의 가열 온도에서 실시할 수 있다. 동일한 관점에서, 가열 온도는 60 ∼ 120 이어도 된다. 가열 시간은, 가열 온도에 따라 상이하지만, 작업 효율을 확보하면서, 전열 억제성을 갖는 에어로겔의 내부까지 충분히 가열한다는 관점에서, 1 ∼ 18 시간으로 할 수 있고, 1 ∼ 5 시간이어도 된다.
또한, 용매의 휘발에 수반하는 발포 등에 의해, 에어로겔이 파괴되는 것을 억제하는 관점에서, 가열 처리는 다단계로 실시해도 된다. 예를 들어, 주로 용매를 제거하는 1 단계째 가열 (저온 가열) 과, 주로 수지를 경화시키는 2 단계째 가열 (고온 가열) 을 실시해도 된다. 가열 온도 및 가열 시간은, 상기 범위 내에서 적절히 설정하면 된다.
C：배리어층 형성 공정
배리어층 형성 공정에 있어서는, 예를 들어, 배리어층 형성 재료를 함유하는 배리어층 형성용 조성물을, 에어로겔 복합체에 접촉시킨 후, 필요에 따라 가열 및 건조시킴으로써, 에어로겔 복합체 상에 배리어층을 형성시킨다. 에어로겔 복합체 상에 그 밖의 층이 형성되어 있는 경우에는, 배리어층 형성용 조성물은, 그 밖의 층에 접촉시키면 된다. 또한, 본 공정은, 상기 코팅 공정과는 달리, 에어로겔 복합체 내에 배리어층 형성용 조성물을 침투시키는 것을 목적으로 하고 있지 않다. 따라서, 상기 코팅액과의 대비에 있어서, 예를 들어, 배리어층 형성용 조성물 중에 있어서의 배리어층 형성 재료의 함유량 (고형분) 은, 적어도 40 질량％ 초과로 할 수 있고, 또, 배리어층 형성용 조성물의 점도는, 25 ℃ 에 있어서 적어도 35 mPa·s 초과로 할 수 있다. 또한, 배리어층 형성용 조성물이 에어로겔 복합체 중에 침투하지 않는 접촉 방법 (예를 들어, 후술하는 스프레이 코트) 을 채용하는 경우에는, 배리어층 형성 재료의 함유량을 40 질량％ 정도로 해도 되고, 혹은 배리어층 형성용 조성물의 점도를 10 mPa·s 정도로 해도 된다.
접촉 방법은, 배리어층 형성용 조성물의 종류, 배리어층의 두께, 또는 에어로겔 복합체의 발수성 등에 의해 적절히 선택할 수 있다. 접촉 방법으로는, 예를 들어, 딥 코트, 스프레이 코트, 스핀 코트, 롤 코트 등을 들 수 있다. 그 중에서, 에어로겔 내부에 대한 배리어층 형성용 조성물의 침투가 억제되기 쉬운 관점에서, 스프레이 코트를 적합하게 이용할 수 있다.
배리어층 형성 공정에서는, 배리어층 형성용 조성물을 건조 및 정착시키는 관점에서, 가열 처리를 실시해도 되고, 불순물을 제거하는 관점에서, 세정 또는 건조를 실시해도 된다.
이상과 같이 설명한 본 실시형태의 피단열체는, 단열 대상물 상에, 코팅 재료에 의해 골격이 강화된 에어로겔인 에어로겔 복합체를 구비하고 있다. 그 때문에, 에어로겔 자체의 우수한 저열전도성을 가짐과 함께, 당해 저열전도성을 장기에 걸쳐 발현할 수 있는 인성을 갖고 있다. 이와 같은 이점에서, 본 실시형태의 에어로겔 복합체는, 극저온 용기, 우주 분야, 건축 분야, 자동차 분야, 가전 분야, 반도체 분야, 산업용 설비 등, 다양한 환경하에 있어서의 단열 재로서의 용도 등에 적용할 수 있다.
실시예
이하, 실시예에 의해 본 발명을 더욱 상세하게 설명하는데, 본 발명은 이들 실시예에 한정되는 것은 아니다.
(기재의 준비)
기재로서 이하의 것을 준비하였다.
에어로겔 복합체 인성 평가용：알루미늄 합금판：A6061P (타케우치 금속박분 공업 주식회사 제조, 제품명, 치수：300 ㎜ × 300 ㎜ × 0.5 ㎜, 알루마이트 처리)
에어로겔 복합체 밀도 측정용：알루미늄박 (두께 20 ㎛)
에어로겔 복합체 투과율 측정용：슬라이드 글라스 (마츠나미 가라스 공업 주식회사 제조, 제품명 S1214：두께 1.3 mm)
(졸 도액의 조제)
물을 200.0 질량부, 산 촉매로서 아세트산을 0.10 질량부, 카티온계 계면 활성제로서 CTAB 를 20.0 질량부 및 열 가수 분해성 화합물로서 우레아를 120.0 질량부 혼합하고, 이것에 폴리실록산 화합물로서 상기 일반식 (B) 로 나타내는, 양 말단 2 관능 알콕시 변성 폴리실록산 화합물 (이하, 「폴리실록산 화합물 A」 라고 한다) 을 40.0 질량부 및 규소 화합물로서 MTMS 를 60.0 질량부 첨가하고, 25 ℃ 에서 2 시간 반응시켰다. 그 후, 60 ℃ 에서 2 시간 걸쳐 졸 겔 반응을 시켜 졸 도액을 얻었다.
또한, 상기 「폴리실록산 화합물 A」 는 다음과 같이 하여 합성하였다. 먼저, 교반기, 온도계 및 딤로스 냉각관을 구비한 1 ℓ 의 3 구 플라스크로, 양 말단에 실란올기를 갖는 디메틸폴리실록산 (모멘티브사 제조, 제품명：XC96-723) 을 100.0 질량부, 메틸트리메톡시실란을 181.3 질량부 및 t-부틸아민을 0.50 질량부 혼합하고, 30 ℃ 에서 5 시간 반응시켰다. 그 후, 이 반응액을, 1.3 ㎪ 의 감압하, 140 ℃ 에서 2 시간 가열하고, 휘발분을 제거함으로써, 양 말단 2 관능 알콕시 변성 폴리실록산 화합물 (폴리실록산 화합물 A) 을 얻었다.
(코팅액의 조제)
희석 용매 MEK (2-부타논) 76 g 에, 실리콘 수지 KR-300 (신에츠 화학 공업 주식회사 제조, 수지분 50 질량％) 40 g 및 아민계 경화제 KBM-603 (신에츠 화학 공업 주식회사 제조, 수지분 100 질량％) 4 g 을 첨가하여 혼합하고, 코팅액 중의 수지 함유량이 20 질량％ 인 열경화성 수지 코팅액을 조제하였다. 또, 각 성분의 양을 변경함으로써, 코팅액 중의 수지 함유량이 5, 10 또는 30 질량％ 인 코팅액을 조제하였다. 또한, 각 코팅액의 25 ℃ 에 있어서의 점도는, E 형 점도계 (토키 산업 주식회사 제조, RE80H 형, 로터 1°34' × R24) 를 사용하고, 샘플량을 1.1 ㎖, 온도를 25 ℃, 회전 속도를 100 rpm, 측정 시간을 1 분간으로 하여 측정하였다. 수지 함유량이 5 및 10 질량％ 인 코팅액에 대해서는, 측정 범위 외였기 (점도가 충분히 낮았다) 때문에 점도를 측정하지 않았다.
(배리어층 형성용 조성물의 조제)
퍼하이드로폴리실라잔을 함유하는 AZ NL120A-20 (AZ 일렉트로닉 머티리얼즈 매뉴팩처링 주식회사 제조, 제품명) 에, 흄드 실리카 (닛폰 아에로질 주식회사 제조, 아에로질 (상표 등록) R972) 를 혼합하고, 배리어층 형성용 조성물을 얻었다. 또한, 배리어층의 전체 체적에 대한, 흄드 실리카의 함유량을 5 체적％ 로 하였다.
(실시예 1)
알루미늄 합금판을, 배트에 넣은 졸 도액에 담근 후에 꺼내고, 60 ℃ 에서 30 분 겔화하여, 겔층의 두께가 100 ㎛ 인 구조체를 얻었다. 그 후, 얻어진 구조체를 밀폐 용기로 옮기고, 60 ℃ 에서 12 시간 숙성시켰다.
숙성된 구조체를 물 2000 ㎖ 에 침지하고, 30 분 걸쳐 세정을 실시하였다. 다음으로, 메탄올 2000 ㎖ 에 침지하고, 60 ℃ 에서 30 분 걸쳐 세정을 실시하였다. 메탄올에 의한 세정을, 새로운 메탄올로 교환하면서 추가로 2 회 실시하였다. 다음으로, 메틸에틸케톤 2000 ㎖ 에 침지하고, 60 ℃ 에서 30 분 걸쳐 용매 치환을 실시하였다. 메틸에틸케톤에 의한 세정을 새로운 메틸에틸케톤으로 교환하면서 추가로 2 회 실시하였다. 세정 및 용매 치환된 구조체를, 상압하에서, 120 ℃ 에서 6 시간 건조시킴으로써, 알루미늄 합금판 상에, 상기 일반식 (2) 및 (3) 으로 나타내는 구조를 갖는 에어로겔을 형성하였다.
에어로겔이 형성된 알루미늄 합금판을, 배트에 넣은 코팅액 (수지 함유량：5 질량％) 에 10 초간 담근 후에 꺼냈다. 이 때, 여분으로 부착된 코팅액을 닦아냈다. 또한, 에어로겔에 코팅액을 침투시켰을 때의 코팅액의 온도는 25 ℃ 였다. 이것을 건조기에 넣고, 90 ℃ 에서 1 시간, 계속해서 150 ℃ 에서 1 시간 가열함으로써, 알루미늄 합금판 상에 에어로겔 복합체를 형성하고, 평가 샘플을 얻었다.
(실시예 2 ∼ 4)
코팅액을 표 1 에 나타내는 바와 같이 변경한 것 이외는, 실시예 1 과 동일하게 하여 평가 샘플을 얻었다.
(실시예 5)
실시예 3 과 동일하게 하여, 알루미늄 합금판 상에 에어로겔 복합체를 형성하였다. 그 후, 또한 에어로겔 복합체 상에, 에어브러시를 사용하여 배리어층 형성용 조성물을 도포한 후, 150 ℃ 2 시간의 가열 경화를 함으로써 배리어층을 형성하고, 평가 샘플로 하였다. 에어로겔 복합체와 배리어층의 합계 두께는 120 ㎛ 였다.
(비교예 1)
실시예 1 과 동일하게 하여, 알루미늄 합금판 상에 에어로겔을 형성하고, 그 후 코팅액은 침투시키지 않고 평가 샘플로 하였다.
(비교예 2)
비교예 1 과 동일하게 하여, 알루미늄 합금판 상에 에어로겔을 형성하였다. 그 후, 또한 실시예 5 와 동일하게 하여, 에어로겔 상에 배리어층을 형성하고, 평가 샘플로 하였다.
Figure pct00013
(인성 평가)
각 평가 샘플을 10 매 겹치고, 그 위로부터 금속제 지그 (사이즈 10 ㎜ × 1 mm × 1 mm：1 mm × 1 ㎜ 의 면이 샘플 접촉면) 를 사용하여, 에어로겔 복합체측으로부터 200 N 의 압축력을 가하였다. 그 후, 평가 샘플에 찌그러짐, 균열 등이 발생했는지를 육안으로 확인하고, 이하의 기준에 따라서 평가를 하였다. 평가 결과를 표 2 에 나타낸다.
A 평가：평가 샘플에 찌그러짐도 균열도 발생하지 않았다.
B 평가：평가 샘플에 찌그러짐이 발생하였다.
C 평가：일부의 평가 샘플에 찌그러짐 또는 균열이 발생하였다.
(밀도 측정)
에어로겔 복합체의 밀도를 측정하였다. 알루미늄박 상에, 상기 순서에 준하여 에어로겔 복합체 또는 에어로겔 (두께 50 ㎛) 을 형성하고, 이것을 측정 샘플로서 밀도를 측정하였다. 밀도의 측정은 JIS Z 8807 의 기하학적 측정법에 준하여 실시하였다. 또한, 체적은 5 cm × 5 cm × 50 ㎛ (노기스로 측정) 로 하고, 중량은 전자 천칭으로 칭량하고, 측정 샘플의 밀도를 산출하였다. 측정 결과를 표 2 에 나타낸다. 또한, 표 중, 비교예 1 및 2 는 에어로겔의 밀도를 나타낸다.
(투과율 측정)
에어로겔 복합체의, 파장 500 ∼ 700 ㎚ 의 광에 대한 투과율을 측정하였다. 슬라이드 글라스 상에, 상기 순서에 준하여 에어로겔 복합체 또는 에어로겔 (두께 50 ㎛) 을 형성하고, 이것을 측정 샘플로서 투과율을 측정하였다. 투과율의 측정은 JIS K 0115 에 준하여 실시하였다. 측정 결과를 표 2 에 나타낸다. 또한, 표 중의 수치는, 왼쪽부터 파장 700 ㎚, 600 ㎚, 500 ㎚ 의 결과이다. 또, 슬라이드 글라스 및 실리콘 수지의 투과율 (％) 은, 각각 88, 88, 88 이었다. 또한, 표 중, 비교예 1 및 2 는 에어로겔의 투과율을 나타낸다.
Figure pct00014
실시예의 에어로겔 복합체는 우수한 인성을 갖고 있었다.
또한, 도 2 는, 실시예 3 에서 얻어진 에어로겔 복합체의 단면 SEM 사진이고, 도 3 은, 비교예 1 에서 얻어진 에어로겔의 단면 SEM 사진이다. 전자에 있어서는, 에어로겔이 갖는 3 차원 망목상의 골격이 유지된 상태로, 골격 (에어로겔 입자에 의해 형성되는 에어로겔) 의 표면이, 코팅으로 피복되어 있는 것이 이해된다. 이와 같은 단면, 그리고 측정된 밀도 및 투과율을 감안하여, 실시예의 에어로겔 복합체는, 양호한 단열성이 유지되고 있는 것으로 전망된다.
1：단열 대상물
2：에어로겔 복합체
2a：에어로겔
2b：코팅
10：피단열체

Claims (8)

  1. 에어로겔에, 코팅 재료 및 용매를 포함하는 코팅액을 침투시키는 공정과,
    상기 침투시킨 코팅액으로부터 상기 용매를 제거하는 공정,
    을 구비하는, 에어로겔 복합체의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 코팅액의, 25 ℃ 에 있어서의 점도가 35 mPa·s 이하인, 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 코팅 재료가 열경화성 수지를 포함하는, 제조 방법.
  4. 제 1 항 내지 제 3 항 중 어느 한 항에 있어서,
    상기 에어로겔이, 가수 분해성의 관능기 또는 축합성의 관능기를 갖는 규소 화합물, 및, 상기 가수 분해성의 관능기를 갖는 규소 화합물의 가수 분해 생성물로 이루어지는 군에서 선택되는 적어도 1 종을 함유하는 졸의 축합물인 습윤 겔의 건조물인, 제조 방법.
  5. 에어로겔과,
    상기 에어로겔 내부의 공극을 형성하는 에어로겔 입자의 표면의 적어도 일부를 피복하는 코팅,
    을 갖는 에어로겔 복합체.
  6. 제 5 항에 있어서,
    밀도가 0.30 ∼ 1.15 g/㎤ 인, 에어로겔 복합체.
  7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서,
    파장 700 ㎚ 의 광에 대한 투과율이 15 ％ 이하인, 에어로겔 복합체.
  8. 단열 대상물에, 제 5 항 내지 제 7 항 중 어느 한 항에 기재된 에어로겔 복합체를 구비하는 피단열체.
KR1020197011883A 2016-09-30 2016-09-30 에어로겔 복합체의 제조 방법, 에어로겔 복합체 및 피단열체 KR20190065325A (ko)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2016/079165 WO2018061211A1 (ja) 2016-09-30 2016-09-30 エアロゲル複合体の製造方法、エアロゲル複合体及び被断熱体

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR20190065325A true KR20190065325A (ko) 2019-06-11

Family

ID=61760254

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020197011883A KR20190065325A (ko) 2016-09-30 2016-09-30 에어로겔 복합체의 제조 방법, 에어로겔 복합체 및 피단열체

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20200025324A1 (ko)
JP (1) JPWO2018061211A1 (ko)
KR (1) KR20190065325A (ko)
CN (1) CN109790318A (ko)
WO (1) WO2018061211A1 (ko)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021045533A1 (ko) * 2019-09-03 2021-03-11 주식회사 엘지화학 에어로겔 블랭킷
KR20210028132A (ko) * 2019-09-03 2021-03-11 주식회사 엘지화학 에어로겔 블랭킷
KR20220080286A (ko) * 2020-12-07 2022-06-14 한국생산기술연구원 중공형 필러 및 섬유강화상이 혼합된 복합경화물 및 이의 제조방법
US12053753B2 (en) 2019-09-03 2024-08-06 Lg Chem, Ltd. Apparatus and method for preparing aerogel blanket
US12139410B2 (en) 2019-09-03 2024-11-12 Lg Chem, Ltd. Aerogel blanket

Families Citing this family (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6677849B1 (ja) * 2019-04-11 2020-04-08 ティエムファクトリ株式会社 エアロゲルおよびエアロゲルの製造方法
KR102190914B1 (ko) * 2019-06-10 2020-12-28 한국생산기술연구원 중공형 필러가 혼합된 복합경화물 및 그 제조방법
WO2021152853A1 (ja) * 2020-01-31 2021-08-05 昭和電工マテリアルズ株式会社 断熱材の製造方法
KR102191257B1 (ko) * 2020-03-23 2020-12-15 주식회사 익스톨 내수성이 우수한 단열 코팅 조성물
JP7526948B2 (ja) 2020-04-17 2024-08-02 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 断熱シート、及び、それを用いた回路基板
DE102020129911A1 (de) 2020-11-12 2022-05-12 Bundesrepublik Deutschland, vertreten durch den Bundesminister für Wirtschaft und Energie, dieser vertreten durch den Präsidenten der Bundesanstalt für Materialforschung und –prüfung (BAM) Grünkörpertrocknungsverfahren nach lichtinduziertem Vernetzen von suspendierten anorganischen Nano-Partikeln
CN112795048B (zh) * 2021-02-03 2023-04-11 峰特(浙江)新材料有限公司 一种混合气凝胶改性的密胺泡绵及其应用
CN113429704B (zh) * 2021-07-20 2022-05-10 福州大学至诚学院 一种SiO2气凝胶/纤维隔热抑菌复合包装材料及制备方法
CN115228394A (zh) * 2022-06-30 2022-10-25 江苏安珈新材料科技有限公司 一种梯度杂化气凝胶的制备方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010167685A (ja) 2009-01-23 2010-08-05 Imae Kogyo Kk 断熱シート

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1997010187A1 (de) * 1995-09-11 1997-03-20 Hoechst Research & Technology Aerogel- und klebstoffhaltiges verbundmaterial, verfahren zu seiner herstellung sowie seine verwendung
JP4369239B2 (ja) * 2002-01-29 2009-11-18 キャボット コーポレイション 耐熱性エーロゲル絶縁複合材料およびその製造方法、エーロゲルバインダー組成物およびその製造方法
KR101376426B1 (ko) * 2007-09-20 2014-03-20 삼성전자주식회사 고분자 코팅된 에어로겔의 제조방법, 그에 의해 제조되는에어로겔 및 그를 포함하는 단열재
DE102009053784A1 (de) * 2009-11-19 2011-05-26 BSH Bosch und Siemens Hausgeräte GmbH Verfahren zur Herstellung eines porösen SiO2-Xerogels mit charakteristischer Porengröße durch ein Bottom-Up-Verfahren über eine Vorstufe mit organischen Festkörperskelettstützen
KR20130061991A (ko) * 2011-12-02 2013-06-12 삼성전기주식회사 프리프레그 및 이를 포함하는 인쇄회로기판
JPWO2014024413A1 (ja) * 2012-08-09 2016-07-25 パナソニックＩｐマネジメント株式会社 断熱材及びその製造方法
US20150368527A1 (en) * 2013-02-28 2015-12-24 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Thermal insulator and method for producing same
WO2014132656A1 (ja) * 2013-03-01 2014-09-04 パナソニック株式会社 断熱成形体及びその製造方法
WO2016121757A1 (ja) * 2015-01-27 2016-08-04 日立化成株式会社 エアロゲル積層体及び断熱材
JP2016196539A (ja) * 2015-04-02 2016-11-24 日東電工株式会社 多孔質体及び多孔質体の製造方法

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010167685A (ja) 2009-01-23 2010-08-05 Imae Kogyo Kk 断熱シート

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2021045533A1 (ko) * 2019-09-03 2021-03-11 주식회사 엘지화학 에어로겔 블랭킷
KR20210028132A (ko) * 2019-09-03 2021-03-11 주식회사 엘지화학 에어로겔 블랭킷
US12053753B2 (en) 2019-09-03 2024-08-06 Lg Chem, Ltd. Apparatus and method for preparing aerogel blanket
US12090460B2 (en) 2019-09-03 2024-09-17 Lg Chem, Ltd. Method for producing aerogel blanket
US12097478B2 (en) 2019-09-03 2024-09-24 Lg Chem, Ltd. Method for manufacturing aerogel blanket
US12139410B2 (en) 2019-09-03 2024-11-12 Lg Chem, Ltd. Aerogel blanket
KR20220080286A (ko) * 2020-12-07 2022-06-14 한국생산기술연구원 중공형 필러 및 섬유강화상이 혼합된 복합경화물 및 이의 제조방법

Also Published As

Publication number Publication date
WO2018061211A1 (ja) 2018-04-05
CN109790318A (zh) 2019-05-21
JPWO2018061211A1 (ja) 2019-07-11
US20200025324A1 (en) 2020-01-23

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20190065325A (ko) 에어로겔 복합체의 제조 방법, 에어로겔 복합체 및 피단열체
KR102425252B1 (ko) 에어로겔 복합체, 에어로겔 복합체 함유 지지 부재 및 단열재
TWI698467B (zh) 被絕熱體的製造方法及被絕熱體
KR101748527B1 (ko) 실리카 에어로겔 포함 블랑켓의 제조방법 및 이에 따라 제조된 실리카 에어로겔 포함 블랑켓
JP6330974B2 (ja) エアロゲル複合材料
WO2017168847A1 (ja) エアロゲル層付き部材
KR20180129833A (ko) 졸 조성물, 에어로겔 복합체, 에어로겔 복합체 구비 지지 부재 및 단열재
JP6288383B2 (ja) 被断熱体の製造方法
JPWO2019069492A1 (ja) 塗液、塗膜の製造方法及び塗膜
KR20200064084A (ko) 에어로겔 및 그의 제조 방법
KR102605764B1 (ko) 발수 처리제, 발수 구조체 및 그 제조 방법
US12110414B2 (en) Method for suppressing corrosion under heat-insulating material, and paste for suppressing corrosion under heat-insulating material
WO2017170498A1 (ja) エアロゲル複合体、エアロゲル複合体付き支持部材及び断熱材
TWI793102B (zh) 撥水性粒子及其製造方法、撥水層及浸透防止結構體
JP7163967B2 (ja) エアロゲル複合材料
TW201938379A (zh) 氣凝膠複合體的製造方法、氣凝膠複合體及被絕熱體
WO2017168845A1 (ja) エアロゲル層付き部材
US20200231826A1 (en) Coating solution, method for producing coating film, and coating film
WO2019163131A1 (ja) 構造体、接着用材料、構造体の製造方法、及び被覆方法
JP7160106B2 (ja) エアロゲル粒子、分散体及び塗膜
JP6911874B2 (ja) 構造体の製造方法