(57)【要約】      （修正有）【課題】優れた断熱性および強度を兼ね備えた断熱材およびその製造方法を提供する。【解決手段】ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体２上に、リン酸アルミニウムを含む下地層３と、無機被覆層４とがこの順番で順次積層形成されてなることを特徴とする断熱材１およびナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体２上に、リン酸アルミニウムを含む下地剤を塗布し、乾燥して下地層３を形成した後、該下地層の表面に無機被覆剤を塗布し、乾燥して無機被覆層４を形成することを特徴とする断熱材１の製造方法である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体上に、リン酸アルミニウムを含む下地層と、無機被覆層とがこの順番で順次積層形成されてなることを特徴とする断熱材。
【請求項２】
前記断熱性成形体と前記下地層との界面に、ナノ無機粒子とリン酸アルミニウムとが混在した浸透層がさらに形成されてなる請求項１に記載の断熱材。
【請求項３】
前記無機被覆層は、前記無機被覆層を構成する成分が前記下地層に貫入するアンカー部を有してなるものである請求項１または請求項２に記載の断熱材。
【請求項４】
前記無機被覆層がモルタル層であり、該モルタル層は、固形分換算で、無機粉末５０〜７０質量％と、無機バインダー５〜１０質量％とを含む請求項１〜請求項３のいずれかに記載の断熱材。
【請求項５】
ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体の外表面に形成される稜線上の少なくとも一部に無機被覆層が被覆形成されてなることを特徴とする断熱材。
【請求項６】
ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体上に、
リン酸アルミニウムを含む下地剤を塗布し、乾燥して下地層を形成した後、
該下地層の表面に無機被覆剤を塗布し、乾燥して無機被覆層を形成する
ことを特徴とする断熱材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱材および断熱材の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子部品や電池用電極材などを熱処理したり、各種金属のロウ付けを行うために、工業炉による加熱が行われている。
【０００３】
また、工業炉の内部に設けられる炉材（断熱材）としては、熱容量および熱伝導率が低い断熱性に優れたものが求められ、このような炉材を用いることにより、加熱時の熱エネルギーを効率的に利用するとともに、タクトタイムを短縮して加熱効率を向上させている。
【０００４】
熱容量および熱伝導率が低い断熱材としては、例えば、シリカ微粒子と無機繊維と結合剤とを混合し、プレス成形を行った後、機械加工することによって得られる断熱材が知られている（特許文献１（特表平１１−５１３３４９号公報）参照）。  
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特表平１１−５１３３４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１記載の断熱材は、結合剤を使用するものであるが、結合剤を使用した場合には脱脂を行う必要があり、この脱脂によって断熱材の強度が低下するばかりか、結合剤の含有量が多くなると、シリカ微粒子等の無機微粒子同士の接点が多くなり固体伝熱が大きくなって断熱性が低下してしまう。
【０００７】
十分な強度を有さない断熱材を使用した場合には、炉材等として加熱して使用したときに割れを生じ易くなるばかりか、断熱材の運搬時や微細加工時に欠けを生じ易くなり、所望の低熱伝導性を発揮し難くなる。
【０００８】
結合剤を使用することなく、プレス圧を調整して断熱材の密度を増加させることによって強度を高めることも考えられるが、この場合、例えば、密度の増加に伴い固体伝熱も増加するため、断熱材の断熱性も低下してしまう。
【０００９】
従って、本発明は、優れた断熱性および強度を兼ね備えた断熱材およびその製造方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明者等が鋭意検討した結果、ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体が、所望の断熱性および圧縮強度を発揮し得ることを見出した。
【００１１】
しかしながら、上記断熱性成形体においても、割れや欠けを生じる場合があることから、所望の断熱性および圧縮強度を発揮し得るとともに、割れや欠けを生じ難い、より一層強度に優れた断熱材が望まれる。
【００１２】
このような状況下、本発明者等がさらに検討した結果、ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体上に、リン酸アルミニウムを含む下地層と、無機被覆層とが順次形成されてなる断熱材により、上記技術課題を解決し得ることを見出し、本知見に基づいて本発明を完成するに至った。
【００１３】
すなわち、本発明は、
（１）ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体上に、リン酸アルミニウムを含む下地層と、無機被覆層とがこの順番で順次積層形成されてなることを特徴とする断熱材、
（２）前記断熱性成形体と前記下地層との界面に、ナノ無機粒子とリン酸アルミニウムとが混在した浸透層がさらに形成されてなる上記（１）に記載の断熱材、
（３）前記無機被覆層は、前記無機被覆層を構成する成分が前記下地層に貫入するアンカー部を有してなるものである上記（１）または（２）に記載の断熱材、
（４）前記無機被覆層がモルタル層であり、該モルタル層は、固形分換算で、無機粉末５０〜７０質量％と、無機バインダー５〜１０質量％とを含む上記（１）〜（３）のいずれかに記載の断熱材、
（５）ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体の外表面に形成される稜線上の少なくとも一部に無機被覆層が被覆形成されてなることを特徴とする断熱材、
（６）ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体上に、
リン酸アルミニウムを含む下地剤を塗布し、乾燥して下地層を形成した後、
該下地層の表面に無機被覆剤を塗布し、乾燥して無機被覆層を形成する
ことを特徴とする断熱材の製造方法
を提供するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体を基材とすることにより、優れた断熱性および圧縮強度を有するとともに、基材上に無機被覆層を形成することにより、搬送時や、加熱時、微細加工時等における割れや欠けの発生を効果的に抑制し得る断熱材を提供することができるとともに、該断熱材を簡便に製造する方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明に係る断熱材の一実施形態を示す垂直断面図である。
【図２】リン酸アルミニウムを含む下地層の表面に形成される亀裂（ひび割れ）を説明するための顕微鏡写真を示す図である。
【図３】本発明に係る断熱材の実施形態例を示す斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
先ず、本発明の断熱材について説明する。
本発明の断熱材は、ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体上に、リン酸アルミニウムを含む下地層と、無機被覆層とがこの順番で順次積層形成されてなることを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の断熱材は、基材として、ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体を有するものである。
【００１８】
ナノ無機粒子とは、その一次粒子の平均直径が１〜１００ｎｍであるものを意味し、本発明の断熱材において、ナノ無機粒子の一次粒子の平均直径は、２〜５０ｎｍが好ましく、２〜３０ｎｍがより好ましい。
【００１９】
なお、本出願書類において、一次粒子の平均直径は、ナノ粒子の真密度（ｇ／ｍ３）を「ａ」、ナノ無機粒子のＢＥＴ法により測定される比表面積（ｍ２／ｇ）を「Ｓ」とした場合に、式「Ｄ＝６／（ａ×Ｓ）」で算出される換算粒子直径Ｄ（ｍ）を意味する。
例えば、シリカの真密度は２．２×１０６ｇ／ｍ３であるため、比表面積が３００ｍ２／ｇであるシリカナノ粒子の平均直径（換算粒子径）は約９ｎｍと算出される。
【００２０】
平均直径が１００ｎｍ以下の一次粒子は、集合して二次粒子を形成することができる。このため、ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体は、ナノ無機粒子の二次粒子の集合体となる。
そして、一次粒子の平均直径が小さいナノ粒子を用いることにより、二次粒子内に形成される空隙のサイズを低減することができる。さらに、この空隙のサイズを低減することにより、断熱性成形体内における空気の対流を効果的に防止することができる。したがって、例えば、一次粒子の平均直径が３０ｎｍ未満であるナノ粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体は、優れた断熱性を発揮することができる。
【００２１】
本発明の断熱材において、ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体としては、平均粒径５０ｎｍ以下の金属酸化物微粒子と補強繊維とを含む乾式加圧成形体や、当該乾式加圧成形体に対し、温度１００℃以上の加圧された水蒸気飽和雰囲気で養生する養生工程と、養生された当該乾式加圧成形体を乾燥する乾燥工程とを施すことにより製造されてなる、平均粒径５０ｎｍ以下の金属酸化物微粒子と補強繊維とを含み、当該金属酸化物微粒子間に、当該金属酸化物微粒子の一部が溶出して形成された架橋構造を有するもの（以下、断熱性成形体ａと称する）を挙げることができる。
上記乾式加圧成形体、断熱性成形体ａおよびそれ等の製造方法の詳細は、特許第４８６０００５号公報に記載のとおりである。
【００２２】
上記乾式加圧成形体や断熱性成形体ａを構成する金属酸化物微粒子は、平均粒径が５０ｎｍ以下のものであれば特に限定されない。
【００２３】
上記金属酸化物微粒子を構成する金属酸化物としては、温度１００℃以上の加圧された水蒸気飽和雰囲気中で当該微粒子から溶出するもの（水に溶解するもの）であれば特に限定されず、例えば、シリカ及び／又はアルミナであることが好ましく、シリカであることがより好ましい。
【００２４】
上記金属酸化物微粒子がシリカ微粒子を含む場合、断熱性成形体ａの強度を特に効果的に向上させることができ、金属酸化物微粒子がアルミナ微粒子を含む場合、断熱性成形体ａの耐熱性を効果的に向上させることができる。
【００２５】
シリカ微粒子及び／又はアルミナ微粒子としては、気相法で製造されたもの又は湿式法で製造されたものの一方又は両方を使用することができ、気相法で製造されたものであることが好ましい。
【００２６】
具体的には、気相法で製造された乾式シリカ微粒子（無水シリカ微粒子）及び／又は乾式アルミナ微粒子（無水アルミナ微粒子）や、湿式法で製造された湿式シリカ微粒子及び／又は湿式アルミナ微粒子を挙げることができ、乾式シリカ微粒子及び／又は乾式アルミナ微粒子であることが好ましい。
より具体的には、例えば、気相法で製造されたフュームドシリカ微粒子及び／又はフュームドアルミナ微粒子を挙げることができ、中でも親水性フュームドシリカ微粒子及び／又は親水性フュームドアルミナ微粒子を好適に挙げることができる。
シリカ微粒子のシリカ（ＳｉＯ２）含有量及びアルミナ微粒子のアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）含有量は、例えば、それぞれ９５重量％以上であることが好ましい。
【００２７】
上記金属酸化物微粒子の平均粒径（より具体的には、金属酸化物微粒子の一次粒子の平均粒径）は、５０ｎｍ以下であれば特に限定されず、例えば、２ｎｍ〜５０ｎｍが適当であり、２ｎｍ〜３０ｎｍであることがより適当である。
なお、本出願書類において、金酸化物微粒子等の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（（株）島津製作所製ＳＡＬＤ−２１００）により測定された、体積基準積算粒度分布における積算粒度で５０％の粒径（Ｄ５０）を意味する。
【００２８】
上記金属酸化物微粒子のＢＥＴ法による比表面積は、５０ｍ２／ｇ以上であることが好ましく、５０ｍ２／ｇ〜４００ｍ２／ｇであることがより好ましく、１００ｍ２／ｇ〜４００ｍ２／ｇであることがさらに好ましい。
【００２９】
上記乾式加圧成形体や断熱性成形体ａを構成する補強繊維としては、断熱性成形体ａを補強し得るものであれば特に制限されず、無機繊維及び有機繊維の一方又は両方を挙げることができる。
【００３０】
上記無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、シリカ−アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維、ジルコニア繊維、ケイ酸アルカリ土類金属塩繊維、ロックウール及びバサルト繊維から選ばれる一種以上を挙げることができ、ガラス繊維、シリカ−アルミナ繊維、シリカ繊維、アルミナ繊維等のシリカ系繊維及び／又はアルミナ系繊維から選ばれる一種以上であることがより好ましい。
無機繊維としては、非生体溶解性無機繊維及び生体溶解性無機繊維の何れであってもよく、例えば、上記ケイ酸アルカリ土類金属塩繊維は、生体溶解性の無機繊維である。
【００３１】
上記有機繊維としては、補強繊維として使用できるものであれば特に限定されない。
有機繊維として、具体的には、例えば、アラミド繊維、ポリエチレン繊維、ポリプロピレン繊維及びポリオレフィン繊維からなる群より選択される１種以上を挙げることができる。
【００３２】
上記補強繊維の平均繊維長は、０．５ｍｍ〜２０ｍｍであることが好ましく、１ｍｍ〜１０ｍｍであることがより好ましい。平均繊維長が１ｍｍ未満である場合には、補強繊維を適切に配向させることができない場合があり、その結果、断熱性成形体ａの機械的強度が不足する場合がある。平均繊維長が２０ｍｍを超える場合には、成形時の粉体流動性が損なわれて成形性が低下すると共に、密度ムラにより加工性が低下する場合がある。
【００３３】
上記補強繊維の平均繊維径は、１μｍ〜２０μｍであることが好ましく、２μｍ〜１５μｍであることがより好ましい。平均繊維径が２０μｍを超える場合には、補強繊維が折れやすくなる場合があり、その結果、断熱性成形体ａの強度が不足する場合がある。
なお、本出願書類において、平均繊維長および平均繊維径とは、測定試料３００〜５００本の繊維径と繊維長を光学顕微鏡で測定したときのそれぞれの算術平均値を意味する。
【００３４】
上記乾式加圧成形体における金属酸化物微粒子及び補強繊維の含有量は、最終的に得ようとする特性に応じて任意に決定することができる。
すなわち、乾式加圧成形体は、例えば、５０〜９８質量％の金属酸化物微粒子と２〜２０質量％の補強繊維とを含むものであってもよいし、６５〜８０質量％の金属酸化物微粒子と５〜１８質量％の補強繊維とを含むものであってもよい。
【００３５】
上記乾式加圧成形体中の補強繊維の含有量が２質量％未満である場合には、強度が不足する場合があり、乾式加圧成形体中の補強繊維の含有量が２０質量％を超える場合には、成形時の粉体流動性が損なわれて成形性が低下すると共に、密度ムラにより加工性が低下する場合がある。
【００３６】
また、乾式加圧成形体が、金属酸化物微粒子及び補強繊維のみを含む場合には、例えば、８０〜９８質量％の金属酸化物微粒子と２〜２０質量％の補強繊維とを合計が１００質量％となるように含むものであってもよく、８５〜９８質量％の金属酸化物微粒子と２〜１５質量％の補強繊維とを合計が１００質量％となるように含むものであってもよい。
【００３７】
上記乾式加圧成形体は、結合剤を含まないものであってもよい。
乾式加圧成形体が結合剤を含まず、強度が不足する場合は、後述する養生工程を施し断熱性成形体ａとすることによって、強度を効果的に向上させることができる。
【００３８】
上記乾式加圧成形体は、更に他の成分を含んでもよく、例えば、輻射散乱材を含んでもよい。
輻射散乱材は、輻射による伝熱を低減することのできるものであれば特に限定されず、例えば、炭化珪素、ジルコニア、珪酸ジルコニウム及びチタニアからなる群より選択される１種以上を挙げることができる。
【００３９】
輻射散乱材の平均粒径は、１μｍ〜５０μｍであることが好ましく、１μｍ〜２０μｍであることがより好ましい。輻射散乱材としては、遠赤外線反射特性を有するものが好ましく、例えば、１μｍ以上の波長の光に対する比屈折率が１．２５以上であるものが好ましい。
【００４０】
乾式加圧成形体が輻射散乱材を含有する場合、乾式加圧成形体は、５０〜９３質量％の金属酸化物微粒子と、２〜２０質量％の補強繊維と、５〜４０質量％の輻射散乱材とを含むものであることが好ましく、６５〜８０質量％の金属酸化物微粒子と、５〜１８質量％の補強繊維と、１５〜３０質量％の輻射散乱材とを含むものであることがより好ましい。
【００４１】
上記乾式加圧成形体は、上述した金属酸化物微粒子と、補強繊維と、さらに必要に応じて輻射散乱材等とを乾式で混合することにより乾式混合物を作製し、次いで、当該乾式混合物を乾式で加圧成形することにより作製することができる。
【００４２】
具体的には、例えば、金属酸化物微粒子の乾燥粉体と補強繊維の乾燥粉体とを含む乾式加圧成形体の原料を、所定の混合装置により乾式混合し、次いで、得られた乾式混合物を所定の成形型に充填し乾式プレス成形することにより、目的とする乾式加圧成形体を作製することができる。
【００４３】
なお、混合及び成形を乾式で行うことにより、湿式の場合に比べて、原料や成形体の管理が容易になり、また、製造時間を効果的に短縮することができる。
【００４４】
上述した方法により、例えば板形状を有する乾式加圧成形体を得ることができる。
【００４５】
本発明の断熱材において、断熱性成形体は、断熱性成形体ａ、すなわち上記乾式加圧成形体に対し、温度１００℃以上の加圧された水蒸気飽和雰囲気で養生する養生工程と、養生された当該乾式加圧成形体を乾燥する乾燥工程とを施すことにより製造されてなる、平均粒径５０ｎｍ以下の金属酸化物微粒子と補強繊維とを含み、当該金属酸化物微粒子間に、当該金属酸化物微粒子の一部が溶出して形成された架橋構造を有するものであってもよい。
【００４６】
上記乾式加圧成形体を養生する工程においては、上記乾式加圧成形体を、温度１００℃以上の加圧された水蒸気飽和雰囲気で養生する。この養生は、乾式加圧成形体を温度１００℃以上の加圧された水蒸気飽和雰囲気内で所定時間保持することにより行う。
具体的には、例えば、水を収容した加熱可能な密閉容器（具体的には、例えば、到達温度が１００℃以上の所定値に設定されたオートクレーブ）内に乾式加圧成形体を載置し、当該乾式加圧成形体を１００℃以上の温度に加熱された密閉状態で所定時間保持することにより、当該乾式加圧成形体を養生する。
【００４７】
養生時の温度は、１００℃以上であって当該養生の効果が得られる範囲であれば特に制限されず、例えば、１００℃〜２２０℃が好ましく、１２０℃〜２００℃がより好ましく、１６０℃〜１８０℃がさらに好ましい。
【００４８】
養生時の圧力は、大気圧より高い値であって当該養生の効果が得られる範囲であれば特に制限されず、例えば、０．２ＭＰａ以上とすることが好ましく、０．２ＭＰａ〜０．９ＭＰａがより好ましく、０．７ＭＰａ〜０．９ＭＰａがさらに好ましい。
【００４９】
養生時間は、当該養生による効果が得られる範囲であれば特に制限されず、例えば、０．５時間以上であることが好ましく、０．５時間〜１６時間がより好ましく、２時間〜８時間がさらに好ましい。養生時間が長すぎると得られる断熱性成形体ａの強度が却って低下する場合がある。
【００５０】
養生工程に引き続く乾燥工程においては、養生工程で養生された乾式加圧成形体を乾燥することにより、養生時に乾式加圧成形体に浸み込んだ、水蒸気に由来する水分を除去する。
【００５１】
乾燥方法は、乾式加圧成形体から不要な水分を除去できる方法であれば特に制限されず、例えば、乾式加圧成形体を１００℃以上の温度で保持することにより、当該乾式加圧成形体を効率よく乾燥させることができる。
【００５２】
このように、乾式加圧成形体に養生工程および乾燥工程を順次施すことにより、目的とする優れた断熱性と強度とを兼ね備えた断熱性成形体ａを得ることができる。
【００５３】
断熱性成形体ａ中の金属酸化物微粒子及び補強繊維の含有量は、要求される特性に応じて任意に決定することができ、５０〜９８質量％の金属酸化物微粒子と２〜２０質量％の補強繊維とを含むことが好ましく、６５〜８０質量％の金属酸化物微粒子と５〜１８質量％の補強繊維とを含むことがより好ましい。
補強繊維の含有量が２質量％未満である場合には、断熱性成形体ａの強度が不足する場合があり、補強繊維の含有量が２０質量％を超える場合には、密度ムラにより断熱性成形体ａの加工性が低下する場合がある。
【００５４】
断熱性成形体ａが金属酸化物微粒子及び補強繊維のみを含む場合には、８０〜９８質量％の金属酸化物微粒子と２〜２０質量％の補強繊維とを合計が１００質量％となるように含むことが好ましく、８５〜９８質量％の金属酸化物微粒子と２〜１５質量％の補強繊維とを合計が１００質量％となるように含むことがより好ましい。
【００５５】
断熱性成形体ａが輻射散乱材を含む場合、断熱性成形体ａは、５０〜９３質量％の金属酸化物微粒子と、２〜２０質量％の補強繊維と、５〜４０質量％の輻射散乱材とを含むものであることが好ましく、６５〜８０質量％の金属酸化物微粒子と、５〜１８質量％の補強繊維と、１５〜３０質量％の輻射散乱材とを含むものであることがより好ましい。
【００５６】
断熱性成形体ａは、金属酸化物微粒子と補強繊維とを含み、且つ架橋構造で連結された金属酸化物微粒子により形成された孔構造を有するため、その嵩密度が比較的低い場合であっても、優れた強度を備えている。
すなわち、断熱性成形体ａは、平均粒径５０ｎｍ以下の金属酸化物微粒子の一次粒子が、分子間力等により会合して二次粒子を形成し、当該二次粒子が補強繊維間に散在した構造を有し、金属酸化物微粒子によって、その内部に、空気分子の平均自由行程よりも小さい（径がナノメートルオーダーの）孔が形成された孔構造を有しており、低温域から高温域までの幅広い温度範囲で優れた断熱性能を発揮することができる。
【００５７】
断熱性成形体ａは、例えば、次の（ａ）又は（ｂ）、すなわち（ａ）嵩密度が１８０ｋｇ／ｍ３〜３００ｋｇ／ｍ３であって圧縮強度が０．６ＭＰａ以上、（ｂ）嵩密度が３００ｋｇ／ｍ３を超え５００ｋｇ／ｍ３以下であって圧縮強度が０．８ＭＰａ以上の嵩密度及び圧縮強度を有しており、金属酸化物微粒子がシリカ微粒子を含む場合、このような大きな圧縮強度をより効果的に達成することができる。
断熱性成形体ａが上記（ａ）の嵩密度及び圧縮強度を有する場合、当該嵩密度は、例えば、２００ｋｇ／ｍ３以上であってもよい。より具体的に、断熱性成形体ａは、例えば、嵩密度が２００ｋｇ／ｍ３〜２５０ｋｇ／ｃｍ３であって０．６ＭＰａ以上（例えば、０．６ＭＰａ〜１．５ＭＰａ）であってもよく、嵩密度が２５０ｋｇ／ｍ３を超え３００ｋｇ／ｃｍ３以下の場合においては０．８ＭＰａ以上（例えば、０．８ＭＰａ〜２．０ＭＰａ）であってもよい。
【００５８】
なお、本出願書類において、断熱性成形体ａの圧縮強度は、そのプレス面（乾式加圧成形体製造時の乾式プレス面）に対して垂直方向に荷重をかけたときの破断強度（ＭＰａ）を意味する。
【００５９】
また、上記断熱性成形体ａは、従来のように密度を高めることなく十分な強度を達成しているため、固体伝熱の増加による断熱性能の低下を効果的に回避することができ、その結果、優れた断熱性能を備えている。
【００６０】
断熱性成形体ａは、例えば、６００℃における熱伝導率が０．０８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であるものが好ましく、０．０５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であるものがより好ましく、０．０４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であるものがさらに好ましい。
断熱性成形体ａは、例えば、８００℃における熱伝導率が０．０９Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であるものが好ましく、０．０６Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であるものがより好ましく、０．０５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であるものがさらに好ましい。
断熱性成形体ａは、例えば、１０００℃における熱伝導率が０．１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であるものが好ましい。
【００６１】
断熱性成形体ａの６００℃、８００℃又は１０００℃における熱伝導率の下限値は特に限定されないが、断熱性成形体ａの６００℃、８００℃又は１０００℃における熱伝導率は、０．０２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが適当である。
【００６２】
なお、本出願書類において、断熱性成形体ａの６００℃、８００℃又は１０００℃における熱伝導率は、周期加熱法により測定された値を意味する。
【００６３】
断熱性成形体ａは、優れたハンドリング性、加工性および低熱伝導性（断熱性）を備え、例えば、ニチアス株式会社製「ロスリムボードＧ」、「ロスリムボードＧＨ」などを市場から入手することもできる。
【００６４】
本発明の断熱材において、乾式加圧成形体や断熱性成形体ａ等の断熱性成形体の形状は、特に制限されないが、例えば板形状や柱形状を挙げることができ、リング形状等の中空貫通孔が設けられてなるものであってもよい。
【００６５】
本発明の断熱材において、断熱性成形体の主表面のサイズは、断熱材の主表面のサイズに対応して適宜決定される。
また、断熱性成形体の厚みは、断熱材の厚みや断熱材に付与する断熱性等に応じて適宜決定すればよいが、２０〜３５０ｍｍであるものが適当である。
【００６６】
本発明の断熱材は、ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体上に、リン酸アルミニウムを含む下地層と、無機被覆層とがこの順番で順次積層形成されてなることを特徴とするものである。
【００６７】
図１は、本発明に係る断熱材の一実施形態を示す垂直断面図であり、図１に示す断熱材１においては、ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体２上に、リン酸アルミニウムを含む下地層３と、無機被覆層４とがこの順番で順次積層形成されてなる。
【００６８】
本発明の断熱材において、リン酸アルミニウムとしては、水溶性の化合物であることが適当であり、例えば、第一リン酸アルミニウム、第三リン酸アルミニウム、セスキリン酸アルミニウム等から選ばれる一種以上を挙げることができ、第一リン酸アルミニウムであることが好ましい。
【００６９】
本発明の断熱材において、リン酸アルミニウムを含む下地層は、リン酸アルミニウムを１０〜１００質量％含むものであることが好ましく、２０〜８０質量％含むものであることがより好ましく、３０〜６０質量％含むものであることがさらに好ましい。
【００７０】
本発明の断熱材において、下地層は、リン酸アルミニウム以外の成分として、例えば無機粉末を含有するものであってもよいが、当該無機粉末の含有量は低い程好ましく、当該無機粉末の含有割合が、２０質量％以下であるものが好適であり、１０質量％以下であるものがより好適であり、５質量％以下であるものがさらに好適である。
下地層中の無機粉末の含有量が低いことにより、後述する下地層の亀裂（ひび割れ）が無機粉末で埋められることを抑制することができ、このために無機被覆層の構成成分が亀裂内に侵入し易くなり（後述するアンカー部を形成し易くなり）、密着性の高い無機被覆層を容易に形成することができる。
【００７１】
本発明の断熱材において、リン酸アルミニウムを含む下地層の厚みは、２００〜１０００μｍであることが好ましく、３００〜８００μｍであることがより好ましく、４００〜６００μｍであることがさらに好ましい。
上記リン酸アルミニウムを含む下地層の厚みは、マイクロスコープ、光学顕微鏡またはレーザー顕微鏡等の顕微鏡により測定することができる。
【００７２】
本発明の断熱材において、リン酸アルミニウムを含む下地層は、断熱性成形体の表面全体に設けてもよいし、断熱性成形体の表面の一部に設けてもよいが、無機被覆層を設ける部分にのみ設けることが好ましい。
【００７３】
本発明の断熱材は、断熱性成形体上にリン酸アルミニウムを含む下地層が形成されてなるものであり、断熱性成形体上にリン酸アルミニウムを含む下地剤を塗布、乾燥して下地層を形成した場合、リン酸アルミニウムの一部が断熱性成形体中に浸透した状態で存在し得ることから、断熱性成形体に対し下地層を強固に固定することができる。
また、図２に顕微鏡写真で示すように、上記リン酸アルミニウムを含む下地層は、表面に亀裂（ひび割れ）を形成し得ることから、この下地層上に無機被覆層を形成した場合に、上記亀裂に無機被覆層の構成成分が貫入してアンカー部を形成し、下地層に対し無機被覆層を強固に固定することができる。
【００７４】
本発明の断熱材は、リン酸アルミニウムを含む下地層上に、無機被覆層が積層形成されてなるものである。
【００７５】
本発明の断熱材において、無機被覆層としては、無機被覆層の構成成分を下地層に固定し得るものであれば特に制限されず、例えば、モルタル層等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
【００７６】
本発明の断熱材において、無機被覆層がモルタル層である場合、モルタル層は、固形分換算で、無機粉末を、４０〜９９質量％含むものであることが好ましく、５０〜９７質量％含むものであることがより好ましく、６０〜９５質量％含むものであることがさらに好ましい。また、モルタル層は、固形分換算で、無機バインダーを１〜１５質量％含むものであることが好ましく、３〜１２質量％含むものであることがより好ましく、５〜１０質量％であることがさらに好ましい。
【００７７】
本発明の断熱材において、上記モルタル層を構成する無機粉末としては、アルミナ粉末、バンドケツガン（礬土頁岩）粉末、タルク粉末、シリカ粉末、ケイ酸アルミニウム粉末、酸化チタン粉末、炭化ケイ素粉末等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
【００７８】
上記モルタル層を構成する無機粉末は、平均粒径が、１〜１５０μｍであるものが好ましく、１〜１２５μｍであるものがより好ましく、１〜１００μｍであるものがさらに好ましい。
【００７９】
本出願書類において、モルタル層を構成する無機粒子の平均粒径は、レーザー回折式粒度分布測定装置（（株）島津製作所製ＳＡＬＤ−２１００）により測定された、体積基準積算粒度分布における積算粒度で５０％の粒径（Ｄ５０）を意味するものとする。
【００８０】
本発明の断熱材において、上記モルタル層を構成する無機バインダーとしては、コロイダルシリカ、ガラスフリット、アルミナゾル、シリカゾル、ケイ酸ソーダ、チタニアゾル、ケイ酸リチウム、水ガラス、リン酸アルミニウム等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
【００８１】
本発明の断熱材において、モルタル層は、さらに粘結剤や増粘剤を含んでもよい。
粘結剤としては、ベントナイト、水ガラス、セメント、カオリナイト、フェノール、ポリオールウレタン、アルミン酸ナトリウム、ポリビニルアルコール(ＰＶＡ)、ポリエチレンオキシド(ＰＥＯ)、ポリビニルピロリドン(ＰＶＰ)等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
増粘剤としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、親水性フュームドシリカ微粒子、親水性フュームドアルミナ微粒子等から選ばれる一種以上を挙げることができる。
【００８２】
本出願書類において、粘結剤および増粘剤は、いずれもモルタル層の形成時にモルタル剤の粘度を向上させ得るものを意味し、粘結剤は、固化したとき(液体媒体がなくなったとき)にさらにモルタル層の強度を向上し得るものを意味し、増粘剤は、固化してもモルタル層の強度を向上し得ないものを意味する。
【００８３】
本発明の断熱材において、無機被覆層がモルタル層である場合、モルタル層は、固形分換算で、粘結剤を、０質量％を超え１０質量％以下含むものであることが好ましく、０質量％を超え７質量％以下含むものであることがより好ましく、０質量％を超え５質量％以下含むものであることがさらに好ましい。
本発明の断熱材において、無機被覆層がモルタル層である場合、モルタル層は、固形分換算で、増粘剤を、０質量％を超え１０質量％以下含むものであることが好ましく、０質量％を超え７質量％以下含むものであることがより好ましく、０質量％を超え５質量％以下含むものであることがさらに好ましい。
【００８４】
本発明の断熱材において、無機被覆層の厚みは、４００〜１０００μｍであることが好ましく、５００〜９００μｍであることがより好ましく、６００〜８００μｍであることがさらに好ましい。
上記無機被覆層の厚みは、マイクロスコープ、光学顕微鏡またはレーザー顕微鏡等の顕微鏡により測定することができる。
【００８５】
本発明の断熱材は、断熱性成形体と下地層との界面に、ナノ無機粒子とリン酸アルミニウムとが混在した浸透層がさらに形成されてなるものであることが好ましい。
【００８６】
本発明の断熱材において、浸透層の厚みは、１０〜２００μｍであることが好ましく、１０〜１５０μｍであることがより好ましく、１０〜１００μｍであることがさらに好ましい。
上記浸透層の厚みは、マイクロスコープ、光学顕微鏡またはレーザー顕微鏡等の顕微鏡により測定することができる。
【００８７】
図１に例示するように、断熱材１は、断熱性成形体２上にリン酸アルミニウムを含む下地層３が形成されてなるものであり、後述するように、断熱性成形体２上にリン酸アルミニウムを含む下地剤を塗布、乾燥して下地層３を形成した場合、リン酸アルミニウムの一部が断熱性成形体中に浸透して、断熱性成形体２に由来するナノ無機粒子とリン酸アルミニウムとが混在した浸透層５を形成し得ることから、該浸透層５により、断熱性成形体２と下地層３とを強固に固定することができる。
【００８８】
本発明の断熱材は、無機被覆層を構成する成分が下地層に貫入するアンカー部を有してなるものであることが好ましい。
【００８９】
上記アンカー部は、下地層との界面において、下地層の表面に形成される亀裂（ひび割れ）の凹部に無機被覆層を構成する成分が貫入することにより形成されてなる。
【００９０】
上記アンカー部の亀裂開口部における平均幅（亀裂開口部の平均幅）は、５〜１０００μｍであることが適当であり、１０〜５００μｍであることがより適当であり、２０〜３００μｍであることがさらに適当である。
【００９１】
なお、本出願書類において、上記アンカー部の亀裂開口部における平均幅（亀裂開口部の平均幅）は、断熱性成形体の表面に対して、下地層を構成するリン酸アルミニウムの濃度に対応する濃度のリン酸アルミニウム溶液を塗布し、乾燥して、断熱性成形体の表面に亀裂を生じさせた後、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で１０箇所の亀裂の幅を測定した際の平均値を意味する。
【００９２】
また、上記アンカー部の平均深さ（亀裂の平均深さ）は、１００〜４００μｍであることが適当であり、２００〜４００μｍであることがより適当であり、３００〜４００μｍであることがさらに適当である。
【００９３】
なお、本出願書類において、上記アンカー部の平均深さ（亀裂の平均深さ）は、本発明の断熱材の断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察し、１０箇所の貫入部の深さを測定した際の平均値を意味する。
【００９４】
図１に例示するように、断熱材１は、下地層３上に無機被覆層４が形成されてなるものであり、上記下地層３は、表面に亀裂（ひび割れ）を形成し得ることから、この下地層表面の亀裂に無機被覆層４を構成する成分が貫入してアンカー部４ａを形成し、下地層３に対し無機被覆層４を強固に固定することができる。
【００９５】
本発明の断熱材は、断熱性成形体の表面に平滑な無機被覆層が強固に結合しつつ形成されてなるものであることから、この無機被覆層により補強効果が発揮されて、搬送時や、加熱時、微細加工時等に割れや欠けの発生を効果的に抑制することができる。
【００９６】
本発明の断熱材において、無機被覆層は、下地層上に設けられる限りにおいて、断熱材の表面全体に設けられていてもよいし、断熱材の表面の一部にのみ設けられていてもよく、断熱材の表面の内、割れや欠けを生じ易い部分に設けられていることが好ましい。
このような断熱材として、ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体の外表面に形成される稜線上の少なくとも一部に無機被覆層が被覆形成されてなるものを挙げることができる。
【００９７】
本発明の断熱材は、無機被覆層が、断熱性成形体の外表面に形成される稜線全長の１〜１００％の長さを被覆するように形成されてなるものであることが好ましく、上記稜線全長の５〜１００％の長さを被覆するように形成されてなるものであることがより好ましく、  上記稜線全長の１０〜１００％の長さを被覆するように形成されてなるものであることがさらに好ましい。
【００９８】
図３（ａ）および図３（ｂ）は、本発明に係る断熱材の実施形態例を示すものであり、図３（ａ）に示す態様においては、板状の断熱性成形体の片側主表面と側面により形成される稜線ｒ全体を被覆するように無機被覆層が形成されており、図３（ｂ）に示す態様においては、断熱性成形体の外表面に形成される全ての稜線（両主表面と側面により形成される稜線ｒ全体および側面間に形成される稜線Ｒ全体）を被覆するように無機被覆層が形成されている。
【００９９】
本発明の断熱材において、断熱性成形体の稜線上に無機被覆層が形成される場合、通常、無機被覆層は、図３（ａ）および図３（ｂ）に示す例において符号ｗで表わされる所定の幅を有し、この無機被覆層の幅（稜線からの距離）は、１ｍｍ以上が好ましく、３ｍｍ以上がより好ましく、５ｍｍ以上がさらに好ましい。
上記無機被覆層の幅が大きい程、下地層や無機被覆層の形成が容易となり、より優れた補強効果を付与することができるが、経済性を考慮した場合、上記無機被覆層の幅は、１０ｍｍ以下が適当である。
【０１００】
本発明で使用する断熱性成形体は、特に稜線部において、割れや欠けを生じ易いが、本発明の断熱材において、断熱性成形体の稜線部の少なくとも一部に無機被覆層を被覆形成し、特に断熱性成形体表面の稜線を跨ぐように所定の幅で無機被覆層を設けることにより、より経済的かつ効果的に補強効果を発揮することができ、上記割れや欠けの発生をより経済的かつ効果的に抑制することができる。
【０１０１】
本発明の断熱材は、以下の密着性（密着強度）を有するものが適当である。
すなわち、縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ５０ｍｍの断熱材試料の相対する主表面上にエポキシ系接着剤を塗布し、それぞれ平板状の治具を貼り付けた上で、上記断熱材を構成する断熱性成形体の破断強度以上の引張り力で、上記治具を断熱材試料の主表面に垂直方向に張ったときに、無機被覆層のアンカー部および浸透層に剥れまたは割れを生じるが、断熱性成形体に剥れまたは割れを生じないものが好ましく、無機被覆層のアンカー部に剥れまたは割れを生じるが、浸透層および断熱性成形体に剥れまたは割れを生じないものがより好ましく、無機被覆層のアンカー部および浸透層に剥れまたは割れが生じないが断熱性成形体に剥れまたは割れを生じるものがさらに好ましい。
本発明の断熱材において、無機被覆層の密着性が上記の程度であることにより、容易に割れや欠けに対する強度を発揮することができる。
【０１０２】
本発明の断熱材は、使用する断熱性成形体に対応した圧縮強度および低熱伝導性を発揮することができる。
本発明の断熱材は、例えば、次の（ａ）又は（ｂ）、すなわち（ａ）嵩密度が１８０ｋｇ／ｍ３〜３００ｋｇ／ｍ３であって圧縮強度が０．６ＭＰａ以上、（ｂ）嵩密度が３００ｋｇ／ｍ３を超え５００ｋｇ／ｍ３以下であって圧縮強度が０．８ＭＰａ以上の嵩密度及び圧縮強度を有している。
なお、本出願書類において、断熱材の圧縮強度は、そのプレス面（乾式加圧成形体製造時の乾式プレス面）に対して垂直方向に荷重をかけたときの破断強度（ＭＰａ）を意味する。
【０１０３】
本発明の断熱材は、例えば、６００℃における熱伝導率が０．０８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であるものが好適であり、０．０５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であるものがより好適であり、０．０４Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であるものがさらに好適である。
また、本発明の断熱材は、例えば、８００℃における熱伝導率が０．０９Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であるものが好適であり、０．０６Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であるものがより好適であり、０．０５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であるものがさらに好適である。
さらに、本発明の断熱材は、例えば、１０００℃における熱伝導率が０．１０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であるものが好適である。
【０１０４】
本発明の断熱材の６００℃、８００℃又は１０００℃における熱伝導率の下限値は特に限定されないが、断熱性成形体ａの６００℃、８００℃又は１０００℃における熱伝導率は、０．０２Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることが適当である。
【０１０５】
本発明によれば、ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体を基材とすることにより、優れた断熱性および圧縮強度を有するとともに、基材上に無機被覆層を形成することにより、搬送時や、加熱時、微細加工時等における割れや欠けの発生を効果的に抑制し得る断熱材を提供することができる。
【０１０６】
次に、本発明の断熱材の製造方法について説明する。
本発明の断熱材の製造方法は、ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体上に、リン酸アルミニウムを含む下地剤を塗布し、乾燥して下地層を形成した後、該下地層の表面に無機被覆剤を塗布し、乾燥して無機被覆層を形成することを特徴とするものである。
【０１０７】
本発明の製造方法において、ナノ無機粒子を圧縮成形してなる断熱性成形体の詳細は、本発明の断熱材の説明で述べたとおりである。
【０１０８】
本発明の製造方法においては、上記断熱性成形体上に、リン酸アルミニウムを含む下地剤を塗布し、乾燥して下地層を形成する。
本発明の製造方法において、下地剤中に含まれるリン酸アルミニウムとしては、上述したものと同様のものを挙げることができる。
第一リン酸アルミニウムは、水溶性の化合物であるため、水溶液として好適に使用することができる。第一リン酸アルミニウムとしては、粉末状のものであっても水溶液状のものであってもよいが、粉末状のものは吸湿性が高く取り扱い難いことから、水溶液状のものが好適である。
第一リン酸アルミニウム水溶液としては、予めＰ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３モル比が高くなるように調整したものが好ましく、Ｐ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３モル比が２．９〜３．０であるものが好ましい。
一般に、第一リン酸アルミニウムを主成分とする燐酸アルミニウム水溶液は、保存安定性が低く、保管中に、第三リン酸アルミニウム、またはセスキリン酸アルミニウムと考えられる沈澱物を生成する場合があるが、Ｐ２Ｏ５／Ａｌ２Ｏ３モル比を上記範囲に制御することにより、保存安定性を容易に向上させることができる。
【０１０９】
本発明の製造方法において、下地剤は、その塗布性を考慮して、溶液状ないしペースト状であることが好ましく、固形分濃度が３０〜６０質量％であるものが好ましい。
【０１１０】
本発明の製造方法において、下地剤は、リン酸アルミニウムを構成するＰ２Ｏ５の濃度が、７〜７５質量％であるものが好ましく、１４〜６０質量％であるものがより好ましく、２１〜４２質量％であるものがさらに好ましい。
また、本発明の製造方法において、下地剤は、リン酸アルミニウムを構成するＡｌ２Ｏ３の濃度が、３〜２５質量％であるものが好ましく、６〜２０質量％であるものがより好ましく、９〜１８質量％であるものがさらに好ましい。
【０１１１】
本発明の製造方法において、下地剤を構成する媒体としては、特に制限されないが、水性溶媒であることが好ましく、水溶媒であることがより好ましい。
下地剤を構成する媒体が水溶媒である場合、下地剤のｐＨは、１〜３であることが適当である。
【０１１２】
本発明の製造方法において、下地剤の粘度は、５０〜３５０ｍＰａ・ｓであることが好ましく、１００〜３００ｍＰａ・ｓであることがより好ましく、１５０〜２５０ｍＰａ・ｓであることがさらに好ましい。
なお、本出願書類において、下地剤の粘度は、３０℃の温度条件下、Ｂ型粘度計により測定した値を意味する。
【０１１３】
本発明の製造方法において、断熱性成形体上に下地剤を塗布する方法としては、刷毛塗り法、スプレー塗布法、ディッピング法等を挙げることができる。
本発明の製造方法において、下地剤は、断熱性成形体の表面全体に塗布してもよいが、少なくとも断熱性成形体上の無機被覆層を形成しようとする箇所に塗布する。
【０１１４】
本発明の製造方法において、下地剤の塗布量は、得ようとする下地材の厚みに対応した量であるが、０．０１０〜０．０９０ｇ／ｃｍ２であることが好適であり、０．０１０〜０．０６０ｇ／ｃｍ２であることがより好適であり、０．０１５〜０．０４５ｇ／ｃｍ２であることがさらに好適である。
本発明の製造方法においては、下地剤を複数回に分けて塗布してもよく、その場合、下地剤の塗布量が上記範囲内となるように制御することが適当である。
【０１１５】
本発明の製造方法においては、断熱性成形体上に下地剤を塗布した後、乾燥して下地層を形成する。
本発明の製造方法において、塗布した下地剤の乾燥処理は、自然乾燥（風乾）により行ってもよいし、送風することによる強制乾燥により行ってもよい。
上記乾燥処理を施すことにより、図２に示すように、断熱性成形体上に、表面に亀裂（ひび割れ）が形成されてなる下地層を設けることができる。
【０１１６】
本発明の製造方法において、断熱性成形体上に設けられる下地層の詳細は、本発明の断熱材の説明で述べたとおりである。
【０１１７】
本発明の製造方法においては、上記下地層を形成した後、下地層の表面に無機被覆剤を塗布し、乾燥して無機被覆層を形成する。
【０１１８】
本発明の製造方法において、無機被覆剤は、無機被覆層の構成成分を含むものであり、例えば、得ようとする無機被覆層がモルタル層である場合、無機被覆材はモルタル剤である。
【０１１９】
本発明の製造方法において、無機被覆剤がモルタル剤である場合、モルタル剤は、固形分換算で、上述したモルタル層の構成成分を含むものであることが好ましい。
【０１２０】
本発明の製造方法において、無機被覆材がモルタル剤である場合、モルタル剤の固形分濃度は、４０〜９０質量％であることが適当であり、４５〜８５質量％であることがより適当であり、５０〜８０質量％であることがさらに適当である。
【０１２１】
本発明の製造方法において、無機被覆材がモルタル剤である場合、モルタル剤の稠度（ちょう度）は、２００〜５００であることが適当であり、２５０〜４５０であることがより適当であり、３００〜４００であることがさらに適当である。
なお、本出願書類において、稠度は、ＪＩＳ  Ｋ  ２２２０に準拠した稠度試験によって測定される値を意味する。
上記稠度試験は、規定円すいを試料中に侵入させ、その侵入長さにより試料の硬さを測定するものであり、上記侵入長さ１／１０ｍｍが稠度１に相当し、侵入長さが大きいほど柔らかな材料であることを示し、針入度試験よりもさらに柔らかい材料の硬さを測定に適している。
【０１２２】
本発明の製造方法において、下地層上に無機被覆剤を塗布する方法としては、刷毛またはコテにより塗布する方法等を挙げることができる。
本発明の製造方法において、無機被覆剤は、下地層の表面全体に塗布してもよいが、少なくとも断熱性成形体上の無機被覆層を形成しようとする箇所（補強が必要な箇所）に塗布する。
【０１２３】
本発明の製造方法において、無機被覆剤の塗布量は、得ようとする無機被覆層の厚みに対応した量であるが、０．０２〜０．２０ｇ／ｃｍ２であることが好適であり、０．０２〜０．１５ｇ／ｃｍ２であることがより好適であり、０．０３〜０．１０ｇ／ｃｍ２であることがさらに好適である。
本発明の製造方法においては、無機被覆剤を複数回に分けて塗布してもよく、その場合、無機被覆剤の塗布量が上記範囲内となるように制御することが適当である。
【０１２４】
本発明の製造方法においては、下地層上に無機被覆剤を塗布した後、乾燥して無機被覆層を形成する。
本発明の製造方法において、塗布した無機被覆剤の乾燥処理は、自然乾燥（風乾）により行ってもよいし、送風することによる強制乾燥により行ってもよい。
【０１２５】
上記塗布、乾燥処理を順次施すことにより、下地層の表面に形成された亀裂（ひび割れ）中にアンカー部を形成しつつ下地層上に無機被覆層を設けることができる。
【０１２６】
本発明の製造方法において、下地層上に設けられる無機被覆層の詳細は、本発明の断熱材の説明で述べたとおりである。
【０１２７】
本発明の製造方法においては、上記方法により目的とする断熱材を製造することができ、得られる断熱材の詳細は、本発明の断熱材の説明で述べたとおりである。
【０１２８】
本発明によれば、優れた断熱性および強度を兼ね備えた断熱材を簡便に製造する方法を提供することができる。
【０１２９】
次に、実施例を挙げて本発明を更に具体的に説明するが、これらは例示であって、本発明を制限するものではない。
【０１３０】
（実施例１）
以下に示す方法により、図３（ａ）に示す形態を有する断熱材を作製した。
先ず、ナノ無機粒子を圧縮成形してなる板状の断熱性成形体として、ニチアス（株）製ロスリムボードＧＨ（嵩密度２５０ｋｇ／ｍ３、８００℃における熱伝導率０．０４４Ｗ／（ｍ・Ｋ）、圧縮強度（１０％圧縮歪）１．０２ＭＰａ、縦２００ｍｍ、横２００ｍｍ、厚さ５０ｍｍ）を１枚用意した。
次に、下地剤として、リン酸アルミニウム水溶液（固形分濃度４０質量％、リン酸アルミニウム濃度３９質量％（Ｐ２Ｏ５含有量３０質量％、Ａｌ２Ｏ３含有量９質量％）、ｐＨ１．５、粘度２００ｍＰａ・ｓ）を用意した。
図３（ａ）に示すように、上記板状の断熱性成形体の片側主表面と側面のなす稜線ｒに、図３（ａ）に示す幅ｗが５ｍｍとなるように、上記リン酸アルミニウム水溶液を０．０３ｇ／ｃｍ２刷毛塗りした（上記板状の断熱成形体の片側主表面と側面のなす稜線から、片側主表面側と側面側にそれぞれ５ｍｍの距離だけ上記リン酸アルミニウム水溶液を刷毛塗りした）。
上記刷毛塗りした下地剤を自然乾燥させて、断熱性成形体上に厚さ５００μｍの下地層を形成した。  
上記断熱性成形体と下地層との界面には、上記断熱性成形体の構成材料であるナノ無機粒子とリン酸アルミニウムとが混在した厚さ８０μｍの浸透層が形成された。
また、上記下地層の表面には、図２に示すように、平均幅１００μｍ、平均深さ４００μｍの亀裂（ひび割れ）が形成された。
次いで、上記下地層に対し、無機被覆剤として、モルタル剤ａ（固形分濃度
７０質量％、バンドケツガン濃度６０質量％、コロイダルシリカ濃度５質量、ベントナイト５質量％、稠度３４０）を用意した。
上記下地層を設けた箇所全体に（図３（ａ）に示す幅ｗが５ｍｍとなるように）、上記モルタル剤ａを０．０６ｇ／ｃｍ２コテ塗りした。  上記コテ塗りした無機被覆剤を自然乾燥させて、図３（ａ）に示すように、下地層上に厚さ７００μｍの無機被覆層（モルタル層）を形成して、目的とする断熱材を作製した。  
得られた断熱材は、断熱性成形体上に、ナノ無機粒子とリン酸アルミニウムとが混在した厚さ８０μｍの浸透層と、厚さ５００μｍの下地層と、モルタル層とがこの順番で順次積層形成されてなるものであり、上記モルタル層は、モルタル層を構成する成分が下地層表面の亀裂（ひび割れ）に貫入して、平均幅１００        μｍ、平均深さ４００μｍのアンカー部を形成してなるものであった。
【０１３１】
（実施例２）
無機被覆剤として、モルタル剤ｂ（固形分濃度６０質量％、アルミナ粉末濃度３７質量％、カオリナイト濃度９質量％、コロイダルシリカ濃度８質量％、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）６質量％、稠度３７５）を用いた以外は、実施例１と同様にして、図３（ａ）に示す形態を有する断熱材を作製した。
得られた断熱材は、断熱性成形体上に、ナノ無機粒子とリン酸アルミニウムとが混在した厚さ８０μｍの浸透層と、厚さ５００μｍの下地層と、モルタル層とがこの順番で順次積層形成されてなるものであり、上記モルタル層は、モルタル層を構成する成分が下地層表面の亀裂（ひび割れ）に貫入して、平均幅１００μｍ、平均深さ４００μｍのアンカー部を形成してなるものであった。
【０１３２】
（比較例１）
下地剤として、リン酸アルミニウム水溶液に代えてコロイダルシリカ水溶液（Ｎａで安定化された中粒子径シリカゾル、固形分濃度３０質量％、ＳｉＯ２含有量３０質量％、粒子径１０〜２０ｎｍ、ｐＨ１０、粘度１．０〜６．０ｍＰａ・ｓ）を用い、さらに無機被覆層を設けなかったことを除けば、実施例１と同様に処理して、無機被覆層を有さない断熱材を作製した。
得られた断熱材は、断熱性成形体上に、厚さ１００μｍの下地層が形成されてなるものであった。得られた断熱材において、断熱性成形体と下地層との界面には浸透層は形成されなかった。
【０１３３】
（比較例２）
実施例１において、無機被覆層（モルタル層）を設けなかったことを除けば、実施例１と同様に処理して、無機被覆層を有さない断熱材を作製した。
得られた断熱材は、断熱性成形体上に、ナノ無機粒子とリン酸アルミニウムとが混在した厚さ８０μｍの浸透層と、厚さ５００μｍの下地層とがこの順番で順次積層形成されてなるものであり、この下地層の表面には、図２に示すように、平均幅１００μｍ、平均深さ４００μｍの亀裂（ひび割れ）が形成された。
【０１３４】
（比較例３）
実施例１において、断熱性成形体上に、下地層を設けることなく、モルタル剤ａを塗布して無機被覆層（モルタル層）を設けようとしたことを除けば、実施例１と同様に処理したが、断熱性成形体上にモルタル剤ａを塗布することができず、目的とする断熱材を得ることができなかった。
【０１３５】
（比較例４）
実施例１において、断熱性成形体上に、下地層を設けることなく、無機被覆剤として、モルタル剤ｃ（固形分濃度７０質量％、タルク粉末濃度２５質量％、ベントナイト粉末濃度４質量％、チタニア粉末濃度１質量％、ケイ酸ソーダ濃度４０質量％、粘度（Ｋｕ値）１４０）を用いて無機被覆層（モルタル層）を設けようとしたことを除けば、実施例１と同様に処理したが、断熱性成形体上にモルタル剤ｃを塗布することができず、目的とする断熱材を得ることができなかった。
なお、上記粘度（ＫＵ値）は、ＪＩＳＫ５６００−２−２に規定されているストーマー粘度計法により測定した値を意味する。
【０１３６】
（比較例５）
実施例１において、断熱性成形体上に、下地層を設けることなく、モルタル剤ｂを塗布して無機被覆層（モルタル層）を設けようとしたことを除けば、実施例１と同様に処理したが、断熱性成形体上にモルタル剤ｂを塗布することができず、目的とする断熱材を得ることができなかった。
【０１３７】
（比較例６）
実施例１において、断熱性成形体上に、下地層を設けることなく、無機被覆剤として、モルタル剤ｄ（固形分濃度７５質量％、アルミナ粉末濃度５質量％、バンドケツガン粉末濃度５０質量％、ケイ酸ソーダ濃度１６質量％、ベントナイト濃度４質量％、調度３８０）を用いて無機被覆層（モルタル層）を設けようとしたことを除けば、実施例１と同様に処理したが、断熱性成形体上にモルタル剤ｄを塗布することができず、目的とする断熱材を得ることができなかった。
【０１３８】
上記実施例および比較例で得られた断熱材において、以下の基準により、塗布性、密着性、表面状態を評価した。結果を表１に記載する。
【０１３９】
＜塗布性＞
◎  １回の塗布で層形成可能
○  ２〜３回の塗布で層形成可能
△  ４〜１０回の塗布で層形成可能
×  塗布不能
なお、塗布性について、実施例１および実施例２においては、無機被覆剤の塗布性を評価し、比較例１および比較例２においては、下地剤の塗布性を評価した。
【０１４０】
＜密着性＞
縦５０ｍｍ、横５０ｍｍ、厚さ５０ｍｍの断熱材試料の両主表面にエポキシ系接着剤を塗布し、それぞれ平板状の治具を貼り付けた上で、断熱性成形体の破断強度以上の引張り力である２０ｋＰａ以上の引張り力で、断熱材の両主表面に対して垂直方向に治具を引張ったときに、以下の基準により密着性（密着強度）を評価した。
◎  無機被覆層のアンカー部および浸透層に剥れまたは割れが生じないが断熱性成形体に剥れまたは割れを生じる。
○  無機被覆層のアンカー部に剥れまたは割れを生じるが、浸透層および断熱性成形体に剥れまたは割れを生じない。
△  無機被覆層のアンカー部および浸透層に剥れまたは割れを生じるが、断熱性成形体に剥れまたは割れを生じない。
×  引張り力を加えなくても、無機被覆層または下地層に自然に剥れまたは割れを生じる。
なお、比較例１および比較例２で得られた断熱材は、無機被覆層を有さないため、無機被覆層以外の層等における剥れや割れに基づいて密着性を評価した。
【０１４１】
＜表面状態＞
◎  目視観察で凹凸が観察されない。
○  目視観察でほとんど凹凸が観察されない。
△  目視観察で小さな凹凸が観察される。
×  目視観察で大きな凹凸が観察される。
【０１４２】
【表１】
2014088015.tif 000003
【０１４３】
表１より、実施例１および実施例２で得られた断熱材は、ナノ無機粒子を圧縮成形してなる基材上に、表面平滑性に優れた無機被覆層を高い密着性の下で設けたものであることから、断熱性および圧縮強度に優れるとともに、搬送時や、加熱時、微細加工時等に優れた補強効果を発揮して、割れや欠けの発生を効果的に抑制し得るものであることが分かる。
また、表１より、実施例１および実施例２においては、下地剤や無機被覆剤を簡便に塗布できたことから、上記断熱材を簡便に作製し得ることが分かる。
【０１４４】
表１より、比較例１で得られた断熱材は、下地層の密着性が低く、表面平滑性も低いことから、補強効果を全く発揮することができず、搬送時や、加熱時、微細加工時等に割れや欠けの発生を抑制し得ないものであることが分かる。
【０１４５】
表１より、比較例２で得られた断熱材は、表面平滑性が低く、表面全体に亀裂（ひび割れ）を有するものであるので、十分な補強効果を得ることができず、搬送時や、加熱時、微細加工時等に割れや欠けの発生を抑制し得ないものであることが分かる。
【０１４６】
表１より、比較例３〜比較例６で得られた断熱材は、表面に無機被覆剤を塗布し得ないものであったので、補強効果を全く発揮することができず、搬送時や、加熱時、微細加工時等における割れや欠けの発生を抑制し得ないものであることが分かる。
【産業上の利用可能性】
【０１４７】
本発明によれば、優れた断熱性および強度を兼ね備えた断熱材およびその製造方法を提供することができる。
【符号の説明】
【０１４８】
１    断熱材
２    断熱性成形体
３    下地層
４    無機被覆層
４ａ  アンカー部
５    浸透層
【図１】
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【図３】
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【図２】
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