(57)【要約】      （修正有）【課題】断熱材に有用なエアロゲル成形体材料、及び、それを用いた断熱材を提供する。【解決手段】エアロゲル成形体材料は、２剤式である。２剤式エアロゲル成形体材料は、第１のエアロゲル粒子材料１１と第２のエアロゲル粒子材料１２とを含む。第１のエアロゲル粒子材料１１は、第１のエアロゲル粒子１ａと、この第１のエアロゲル粒子１ａの表面に付着した接着主剤２とを有する。第２のエアロゲル粒子材料１２は、第２のエアロゲル粒子１ｂと、この第２のエアロゲル粒子１ｂの表面に付着し、接着主剤２を硬化させる硬化剤３とを有する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のエアロゲル粒子と、この第１のエアロゲル粒子の表面に付着した接着主剤とを有する第１のエアロゲル粒子材料と、
第２のエアロゲル粒子と、この第２のエアロゲル粒子の表面に付着し、前記接着主剤を硬化させる硬化剤とを有する第２のエアロゲル粒子材料と、を含む、２剤式エアロゲル成形体材料。
【請求項２】
前記接着主剤は前記第１のエアロゲル粒子の表面に点状に付着しており、
前記硬化剤は前記第２のエアロゲル粒子の表面に点状に付着している、請求項１に記載の２剤式エアロゲル成形体材料。
【請求項３】
第１のエアロゲル粒子と、この第１のエアロゲル粒子の表面に付着した接着主剤とを有する第１のエアロゲル粒子材料と、
第２のエアロゲル粒子と、この第２のエアロゲル粒子の表面に付着し、前記接着主剤を硬化させる硬化剤とを有する第２のエアロゲル粒子材料と、により形成され、
前記第１のエアロゲル粒子と前記第２のエアロゲル粒子とが、前記接着主剤及び前記硬化剤の接触部位で結合されている、断熱材。
【請求項４】
第１のエアロゲル粒子に接着主剤を付着させる第１のエアロゲル粒子材料の調製工程と、
第２のエアロゲル粒子に硬化剤を付着させる第２のエアロゲル粒子材料の調製工程と、
前記第１のエアロゲル粒子材料と前記第２のエアロゲル粒子材料とを混合して成形材料を調製する混合工程と、
前記成形材料を成形し、前記第１のエアロゲル粒子と前記第２のエアロゲル粒子とを、前記接着主剤及び前記硬化剤の接触部位で結合させる成形工程と、を含む工程により、エアロゲル成形体を製造する、断熱材の製造方法。
【請求項５】
前記成形工程の後、未反応の前記接着主剤及び前記硬化剤を除去する除去工程、をさらに含む、請求項４に記載の断熱材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱材などとして利用可能なエアロゲル成形体の材料に関する。また、エアロゲル成形体材料を用いた断熱材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、断熱材として、ウレタンフォームやフェノールフォームなどのフォーム材（発泡性の断熱材）が知られている。フォーム材は、発泡により生じた気泡によって断熱性を発揮するものである。このようなウレタンフォームやフェノールフォームは、一般的に、熱伝導率が空気の熱伝導率よりも高い。したがって、断熱性をより高めるためには、熱伝導率を空気よりも低くすることが有利である。空気よりも低い熱伝導率を達成させる方法として、ウレタンフォームやフェノールフォームなどの発泡させた材料の空隙内にフロンガスなどの熱伝導率の低いガスを充填させる方法などが知られている。しかしながら、空隙内にガスを充填する方法では、経時的に空隙内からガスが漏れ出ていき、熱伝導率が上昇してしまう可能性がある。
【０００３】
近年、ケイ酸カルシウムの多孔体やガラス繊維を１０Ｐａ程度の真空状態にしたものなど、真空を利用して断熱性を高める手法が提案されている。しかし、真空による断熱は、真空状態を保つ必要があり、経時的な劣化や製造コストにおいて問題がある。さらに真空を利用して断熱材を形成するにしても、真空を維持するために形状の制約を受け、用途が著しく限定されてしまい、充分に実用化がなされていない。
【０００４】
ところで、常圧でも空気の熱伝導率よりも低い断熱材の材料として、微細多孔質シリカの集合体（いわゆるエアロゲル）が知られている。この材料は、例えば、米国特許第４４０２９２７号、米国特許第４４３２９５６号、米国特許第４６１０８６３号に開示されているような方法で得ることができる。これらの方法によれば、原料としてアルコキシシラン（別にシリコンアルコキシド又はアルキルシリケートとも称する）を用い、シリカエアロゲルを作製することができる。具体的には、シリカエアロゲルは、アルコキシシランを溶媒の存在下で加水分解させて縮重合して得られるシリカ骨格からなる湿潤状態のゲル状化合物を、溶媒の臨界点以上の超臨界条件で乾燥することによって得ることができる。溶媒としては、例えば、アルコールまたは液化二酸化炭素等が用いられる。そして、エアロゲルが粒子状になったエアロゲル粒子は、熱伝導率が空気よりも低く、断熱材の原料として有用である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】米国特許第４４０２９２７号
【特許文献２】米国特許第４４３２９５６号
【特許文献３】米国特許第４６１０８６３号
【特許文献４】特開２００１−９９３９３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、エアロゲル粒子は、非常に軽量であると共に、強度が小さく脆い。そのため、エアロゲル粒子を成形して断熱材を作製したとしても、粒子自体が脆いものであるため、成形物の強度は低くなり、割れたり壊れたりしやすいものとなってしまう。強度を高めるために、補強材などを混合したり接着材料を増加したりすることが考えられるが、その場合、補強材や接着材料によってかえって断熱性が低下するおそれがある。そのため、断熱性が低下することを抑制しつつ、エアロゲル粒子やその成形物の強度を高めて、強度と断熱性能とを両立させることが求められている。
【０００７】
ここで、特許文献４には、ポリウレタン系の乾燥ゲルで構成される多孔体粒体が、この多孔体粒体を被覆する樹脂被膜によって接着された断熱材が開示されている。しかしながら、この文献の方法では、多孔体粒体が樹脂被膜に覆われており、この樹脂被膜によって熱の架け橋となるいわゆる熱橋が形成されやすくなり、十分な断熱性を発揮できないおそれがあった。
【０００８】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、断熱材に有用なエアロゲル成形体材料を提供することを目的とするものである。また、強度が高く断熱性に優れた断熱材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】
【０００９】
本発明に係る２剤式エアロゲル成形体材料は、
第１のエアロゲル粒子と、この第１のエアロゲル粒子の表面に付着した接着主剤とを有する第１のエアロゲル粒子材料と、
第２のエアロゲル粒子と、この第２のエアロゲル粒子の表面に付着し、前記接着主剤を硬化させる硬化剤とを有する第２のエアロゲル粒子材料と、を含む。
【００１０】
前記接着主剤は前記第１のエアロゲル粒子の表面に点状に付着しており、前記硬化剤は前記第２のエアロゲル粒子の表面に点状に付着していることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る断熱材は、
第１のエアロゲル粒子と、この第１のエアロゲル粒子の表面に付着した接着主剤とを有する第１のエアロゲル粒子材料と、
第２のエアロゲル粒子と、この第２のエアロゲル粒子の表面に付着し、前記接着主剤を硬化させる硬化剤とを有する第２のエアロゲル粒子材料と、により形成され、
前記第１のエアロゲル粒子と前記第２のエアロゲル粒子とが、前記接着主剤及び前記硬化剤の接触部位で結合されている。
【００１２】
本発明に係る断熱材の製造方法は、
第１のエアロゲル粒子に接着主剤を付着させる第１のエアロゲル粒子材料の調製工程と、
第２のエアロゲル粒子に硬化剤を付着させる第２のエアロゲル粒子材料の調製工程と、
前記第１のエアロゲル粒子材料と前記第２のエアロゲル粒子材料とを混合して成形材料を調製する混合工程と、
前記成形材料を成形し、前記第１のエアロゲル粒子と前記第２のエアロゲル粒子とを、前記接着主剤及び前記硬化剤の接触部位で結合させる成形工程と、を含む工程により、エアロゲル成形体を製造する。
【００１３】
前記成形工程の後、未反応の前記接着主剤及び前記硬化剤を除去する除去工程、をさらに含むことが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、エアロゲル成形体材料が２剤式となることにより、エアロゲル粒子が粒子表面の接着主剤と硬化剤とによって結合されるので、断熱性と強度とが優れた断熱材を容易に得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】２剤式エアロゲル成形体材料の実施形態の一例を示す概略図である。
【図２】２剤式エアロゲル成形体材料の実施形態の他の一例を示す概略図である。
【図３】エアロゲル成形体により構成される断熱材の一例を示す概略拡大断面図である。
【図４】エアロゲル粒子材料の製造の一例を示す概略図である。
【図５】エアロゲル粒子材料の製造の一例を示す概略図である。
【図６】（ａ）はエアロゲル粒子材料の製造の一例を示す概略図であり、（ｂ）及び（ｃ）は製造されたエアロゲル粒子材料の一例を示す概略図である。
【図７】（ａ）〜（ｅ）は、断熱材の製造の一例を示す概略断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、エアロゲル粒子の一例の模式図である。
【図９】エアロゲル粒子の電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
エアロゲル（ａｅｒｏｇｅｌ）は、ゲル中に含まれる溶媒を乾燥により気体に置換した多孔性の物質（多孔質体）である。粒子状のエアロゲルをエアロゲル粒子という。エアロゲルとしては、シリカエアロゲル、カーボンエアロゲル、アルミナエアロゲルなどが知られているが、このうちシリカエアロゲルを好ましく用いることができる。シリカエアロゲルは、断熱性に優れ、製造が容易であり、コストも安く、他のエアロゲルよりも容易に得ることができる。なお、ゲル中の溶媒が蒸発などにより失われて、空隙を持つ網目構造となったものをキセロゲル（ｘｅｒｏｇｅｌ）ということもあるが、本明細書におけるエアロゲルは、キセロゲルを含むものであってよい。
【００１７】
図８に、エアロゲル粒子の一例の模式図を示す。図８（ａ）及び（ｂ）に示すように、このエアロゲル粒子１はシリカエアロゲル粒子であり、数１０ナノオーダー（例えば２０〜４０ｎｍ）の気孔を有するシリカ（ＳｉＯ２）構造体である。このようなエアロゲル粒子１は超臨界乾燥などによって得ることができる。エアロゲル粒子１は、エアロゲル粒子１を構成する微粒子Ｐ（シリカ微粒子）が三次元の網目状に連結することにより形成されている。シリカ微粒子１個の大きさは例えば１〜２ｎｍ程度である。図８（ｃ）に示すように、エアロゲル粒子１の数１０ナノオーダーの気孔には気体Ｇが入り込むことができる。そして、この気孔が空気の成分である窒素や酸素の移動を阻害することにより、熱伝導率を空気よりも低いレベルに低下させることができる。例えば、従来の断熱材における空気が熱伝導率ＷＬＦλ ３５〜４５ｍＷ／ｍ・Ｋであったところ、エアロゲル粒子により熱伝導率ＷＬＦλ ９〜１２ｍＷ／ｍ・Ｋのレベルまで熱伝導率を低下させることができる。なお、エアロゲル粒子１は、一般的に、疎水性の性質を有する。例えば、図８（ｂ）に示すシリカエアロゲル粒子では、アルキル基（メチル基：ＣＨ３）がケイ素（Ｓｉ）に結合しており、ケイ素に結合した水酸基（ＯＨ）は少ない。したがって、シリカエアロゲル粒子の表面の極性は低い。
【００１８】
図９は、シリカエアロゲル粒子の電子顕微鏡写真である。このシリカエアロゲル粒子は超臨界乾燥法によって得たものである。シリカエアロゲル粒子が三次元の立体網目構造をとることはこの写真からも理解される。なお、エアロゲル粒子１は、一般的に１０ｎｍ未満の大きさのシリカ微粒子が線状に連結して網目構造が形成されるものであるが、微粒子の境目が曖昧になったり、シリカ構造（−Ｏ−Ｓｉ−Ｏ−）が線状に延びたりして網目構造が形成されていてもよい。
【００１９】
エアロゲル粒子としては、特に限定されるものではなく、一般的な製造方法によって得られたものを用いることができる。代表的なものとして、超臨界乾燥法によって得られるエアロゲル粒子と、水ガラスを利用して得られるエアロゲル粒子とがある。
【００２０】
超臨界乾燥法によって得られるシリカエアロゲル粒子は、液相反応であるゾル−ゲル法によって重合させてシリカ粒子を作製し、溶媒を超臨界乾燥によって除去することにより得ることができる。原料としては、例えば、アルコキシシラン（シリコンアルコキシド又はアルキルシリケートともいう）を用いる。そして、このアルコキシシランを溶媒の存在下で加水分解させて縮重合して得られるシリカ骨格からなる湿潤状態のゲル状化合物を、溶媒の臨界点以上の超臨界条件で乾燥する。溶媒としては、例えば、アルコールまたは液化二酸化炭素などを用いることができる。このように超臨界条件によって乾燥されることにより、ゲルの網目構造を保持したまま溶媒が除去されて、エアロゲルを得ることができる。エアロゲルが粒子状となったエアロゲル粒子は、溶媒を含むゲルを粉砕して粒子化し、この溶媒を含んだ粒子状のゲルを超臨界乾燥することにより得ることができる。あるいは、エアロゲル粒子は、超臨界乾燥によって得られたエアロゲルのバルク体を粉砕することにより得ることができる。
【００２１】
エアロゲル粒子の原料となるアルコキシシランとしては、特に限定されるものではないが、２官能、３官能又は４官能のアルコキシシランを単独で又は複数種を混合して用いることができる。２官能アルコキシシランとしては、例えば、ジメチルジメトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メチルフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン等が挙げられる。３官能アルコキシシランとしては、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニルトリエトキシシラン等が挙げられる。４官能アルコキシシランとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等が挙げられる。また、アルコシシシランとして、ビストリメチルシリルメタン、ビストリメチルシリルエタン、ビストリメチルシリルヘキサン、ビニルトリメトキシシランなどを用いることもできる。また、アルコキシシランの部分加水分解物を原料に用いてもよい。
【００２２】
アルコキシシランの加水分解と縮重合は、水の存在下で行うことが好ましく、さらに水との相溶性を有し、且つアルコキシシランを溶解する有機溶媒と、水との混合液を用いて行うことが好ましい。このような混合液を溶媒として用いた場合、加水分解工程と縮重合工程を連続して行うことができ、効率よくゲルを得ることができる。その際、生成するポリマーは、上記溶媒を分散媒とするゲル化物（湿潤ゲル）として得られる。水との相溶性を有し、且つアルコキシシランを溶解する溶媒としては、特に限定はされないが、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコールや、アセトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等が挙げられる。これらは一種のみを用いても良いし、二種以上を併用してもよい。
【００２３】
また、アルコキシシランの加水分解と縮重合は、アルコキシシランのアルコキシ基を脱離させて縮合反応を起こさせることが可能な触媒の存在下で行うことが好ましい。このような触媒としては、酸性触媒、塩基性触媒等が挙げられる。具体的には、酸性触媒としては、例えば、塩酸、クエン酸、硝酸、硫酸、フッ化アンモニウム等が挙げられる。また、塩基性触媒としては、例えば、アンモニア、ピペリジン等が挙げられる。
【００２４】
また、アルコキシシランの反応液中には、適宜の成分を添加してもよい。例えば、界面活性剤、官能基導入剤、などが挙げられる。このような添加成分により、エアロゲル粒子に適宜の機能性を付与することができる。
【００２５】
そして、得られた湿潤ゲルを超臨界乾燥することにより、エアロゲルを得ることができる。その際、湿潤ゲルを切断や粉砕などによってあらかじめ粒子化して、溶媒を含んだ粒子状のゲルを作製し、この粒子状のゲルを超臨界乾燥することが好ましい。それにより、エアロゲル構造を破壊することなく粒子化及び乾燥を行うことができ、エアロゲル粒子を容易に得ることができる。この場合、粒子状のゲルの大きさを揃えておくことにより、エアロゲル粒子の大きさを整えることができる。また、エアロゲルをバルクで得た後に、エアロゲルのバルク体を粉砕機により粉砕することにより、エアロゲル粒子を得るようにしてもよい。なお、得られたエアロゲル粒子はふるいや分級などによって、粒子の大きさをさらに揃えることができる。エアロゲル粒子の大きさが整うと、取扱い性を高めることができるとともに、安定な成形物を得やすくすることができる。
【００２６】
水ガラスを利用して得られるエアロゲル粒子は、例えば、シリカゾルの作製、シリカゾルのゲル化、熟成、ゲルの粉砕、溶媒置換、疎水化処理、乾燥という工程を順番に行う常圧乾燥法により製造することができる。水ガラスは、一般的にケイ酸ナトリウムなどのケイ酸金属塩の高濃度の水溶液である。例えば、ケイ酸金属塩を水に溶かして加熱することで得られる。
【００２７】
シリカゾル作製の原料としては、ケイ酸アルコキシド、ケイ酸アルカリ金属塩等を使用することができる。ケイ酸アルコキシドとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン等が挙げられる。また、ケイ酸アルコキシドとして、上記超臨界乾燥法で説明した各種のアルコキシシランを用いてもよい。また、ケイ酸アルカリ金属塩としては、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム等が挙げられる。このうち、安価な点でケイ酸アルカリ金属塩を好適に用いることができ、更には入手が容易であるケイ酸ナトリウムをより好適に用いることができる。
【００２８】
ケイ酸アルカリ金属塩を用いる場合には、塩酸、硫酸等の無機酸により中和する方法か、あるいは対イオンがＨ＋とされている陽イオン交換樹脂を用いる方法により、シリカゾルを作製することができる。これらの方法のうちでも、陽イオン交換樹脂を用いることが好ましい。
【００２９】
酸型の陽イオン交換樹脂を用いてシリカゾルを作製するには、陽イオン交換樹脂を充填した充填層に適切な濃度のケイ酸アルカリ金属塩の溶液を通過させることにより行うことができる。あるいは、シリカゾルの作製は、ケイ酸アルカリ金属塩の溶液に、陽イオン交換樹脂を添加、混合し、アルカリ金属を除去した後に濾別するなどして陽イオン交換樹脂を分離することにより行うことができる。その際、陽イオン交換樹脂の量は、溶液に含まれるアルカリ金属を交換可能な量以上であることが好ましい。陽イオン交換樹脂により溶液の脱アルカリ（脱金属）が行われる。
【００３０】
酸型の陽イオン交換樹脂としては、例えば、スチレン系、アクリル系、メタクリル系等で、イオン交換性基としてスルフォン酸基やカルボキシル基が置換されたものを用いることができる。このうち、スルフォン酸基を有する、いわゆる強酸型の陽イオン交換樹脂を好適に用いることができる。なお、陽イオン交換樹脂は、アルカリ金属の交換に使用した後に、硫酸や塩酸を通過させることで、再生処理を行うことができる。
【００３１】
シリカゾルの作製後、シリカゾルをゲル化させ、次いでその熟成を行う。ゲル化及び熟成においては、ｐＨを調整することが好ましい。すなわち、通常、陽イオン交換樹脂によりイオン交換されたシリカゾルのｐＨは低く、例えば３以下である。このようなシリカゾルを中和して弱酸性から中性のｐＨ領域とすることによりシリカゾルがゲル化する。例えば、シリカゾルのｐＨを５．０〜５．８、好ましくは５．３〜５．７とすることによってゲル化させることができる。ｐＨの調整は塩基及び酸の添加により行うことができる。塩基としては、アンモニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸アルカリ金属塩などを用いることができる。酸としては、塩酸、クエン酸、硝酸、硫酸などを用いることができる。ｐＨ調整後、ゲルを静置して熟成を行う。熟成は、例えば、４０〜８０℃の温度条件で、４〜２４時間程度であってもよい。
【００３２】
熟成工程に引き続き、ゲルを粉砕することが好ましい。このゲルの粉砕により、目的とするエアロゲル粒子を容易に得ることが可能になる。ゲルの粉砕は、例えばヘンシャル型のミキサーにゲルを入れるか、あるいはミキサー内でゲル化させ、ミキサーを適度な回転数と時間で運転することにより行うことができる。
【００３３】
粉砕工程に引き続き、好ましくは、溶媒置換が行われる。この溶媒置換はゲルを乾燥するに際し、乾燥収縮を起こさないよう、ゲルの作製に用いた水などの溶媒を、表面張力の小さな溶媒に置き換えるものである。直接水を表面張力の小さな溶媒に置き換えることは困難なため、通常はこの溶媒置換は、複数の段階、好ましくは２段階で行なわれる。１段目に用いる溶媒の選定基準としては、水、及び２段目の溶媒置換に用いられる溶媒に対して馴染みが良いことが挙げられる。１段目は、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン等を用いることができ、好適には、エタノールを用いることができる。また２段目に用いる溶媒の選定基準としては、引き続き行われる疎水化処理に用いられる処理剤と反応しないこと、乾燥収縮を起こさないために表面張力が小さいことが挙げられる。２段目に用いる溶媒としては、ヘキサン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン等を用いることができ、好適にはヘキサンを用いることができる。もちろん、必要に応じて、上記１段目の溶媒置換と２段目の溶媒置換との間に、更なる溶媒置換を行っても構わない。
【００３４】
溶媒置換の後に、疎水化処理を行うことが好ましい。疎水化処理に用いる処理剤としては、アルキルアルコキシシランやハロゲン化アルキルシランなどを用いることができる。例えば、ジアルキルジクロロシラン、モノアルキルトリクロロシランを好ましく用いることができ、原料コストや反応性を考慮するとジメチルジクロロシランを特に好適に用いることができる。なお、疎水化処理は、溶媒置換の前に行ってもよい。
【００３５】
そして、疎水化処理の後に、濾別して溶媒とゲルとを分離する。次いで、未反応の処理剤を取り除くためにゲルを溶媒で洗浄する。その後、ゲルを乾燥する。乾燥は常圧であってよい。また、加温したり温風を吹き込んだりしてもよい。乾燥は、不活性ガス（例えば窒素）の雰囲気下で行うことが好ましい。これにより、ゲル中の溶媒がゲルからとり除かれ、エアロゲル粒子を得ることできる。
【００３６】
臨界乾燥法によって得たエアロゲル粒子と、水ガラスを利用して得たエアロゲル粒子とは、基本的に同じ構造を有するものである。すなわち、シリカ微粒子が連結し、三次元の網目状となった粒子構造となる。
【００３７】
エアロゲル粒子の形状は、特に限定されるものではなく、種々の形状であってよい。上記で説明した方法でエアロゲル粒子を得た場合、粒子化するために粉砕等を行っているため、通常、エアロゲル粒子の形状は不定形の形状となる。いわば表面がごつごつした岩状の粒子となる。もちろん、球状やラグビーボール状などの粒子でもよい。また、パネル状、フレーク状、繊維状であってもよい。また、エアロゲル粒子は、成形に用いる原料としては、粒子の大きさが種々のものが混合したものであってよい。成形物においては、エアロゲル微粒子が接着して一体化されるため、粒子の大きさが揃っていなくてもよい。エアロゲル粒子の大きさは、例えば、粒子の最長の長さが１μｍ以上１０ｍｍ以下の範囲であってよい。ただし、取扱い性や成形容易性の観点からは、大きすぎる粒子や小さすぎる粒子が混在していない方が好ましい。そのため、エアロゲル粒子は、適度の大きさにそろえることができる。例えば、エアロゲル粒子の最長の長さが１μｍ以上１ｍｍ未満の範囲のミクロンオーダーの粒子であってもよい。あるいは、エアロゲル粒子の最長の長さが１００μｍ以上５ｍｍ未満の範囲の１ミリ前後のサイズの粒子であってもよい。あるいは、エアロゲル粒子の最長の長さが１ｍｍ以上１０ｍｍ未満の範囲のミリオーダーの粒子であってもよい。エアロゲル粒子の好ましい平均粒径の範囲としては、５００μｍ〜１．５ｍｍが例示される。
【００３８】
本発明では、以上で説明したようなエアロゲル粒子を、エアロゲル成形体の材料として用いる。エアロゲル成形体材料は、２剤式の材料として調製される。
【００３９】
図１は、２剤式エアロゲル成形体材料１０の実施形態の一例である。この２剤式エアロゲル成形体材料１０は、第１のエアロゲル粒子材料１１と第２のエアロゲル粒子材料１２とを含んでいる。第１のエアロゲル粒子材料１１は、第１のエアロゲル粒子１ａと、この第１のエアロゲル粒子１ａの表面に付着した接着主剤２とを有する。すなわち、第１のエアロゲル粒子材料１１は、粒子表面に接着主剤２が付着したエアロゲル粒子１により構成されている。第２のエアロゲル粒子材料１２は、第２のエアロゲル粒子１ｂと、この第２のエアロゲル粒子１ｂの表面に付着した硬化剤３とを有する。すなわち、第２のエアロゲル粒子材料１２は、粒子表面に硬化剤３が付着したエアロゲル粒子１により構成されている。この硬化剤３は、第１のエアロゲル粒子材料１１に含まれる接着主剤２を硬化させる機能を有する。
【００４０】
本形態では、２つのエアロゲル粒子材料１１，１２を別々に調製することにより、エアロゲル粒子１を接着剤により固めて成形する際には、接着部分を点在させてエアロゲル粒子１を接着することができる。接着主剤２と硬化剤３とが接触した部分において接着性を発揮することができるからである。そのため、接着剤が連続的に繋がった熱橋（熱が通る経路）が形成されるのを抑制することができるので、断熱性を向上することができる。また、接着主剤２と硬化剤３の接触部分において、接着剤を硬化させて接着性を発現すればよいため、成形条件を緩和させることができる。例えば、成形温度が通常の成形温度よりも比較的低い条件においても成形することができ、あるいは、成形時間が通常の成形時間よりも比較的短い条件においても成形することができる。また、少ない接着主剤２及び硬化剤３の量でエアロゲル粒子１を接着することができるため、材料効率を高めることができるとともに、成形体の粒子密度を高めることができることによって、断熱性を向上させることができる。また、エアロゲル粒子はそれ自体の断熱性が高いため、成形の際に温度が伝わりにくくなる傾向があるが、接着主剤２と硬化剤３とを接触部分で硬化すればよいため、効率よくエアロゲル粒子１を接着することができる。また、２剤式となったエアロゲル粒子材料１１，１２を混合して成形するため、硬化の開始の制御が行いやすくなり、製造を容易にすることができる。
【００４１】
ここで、従来から知られている通常の接着剤によりエアロゲル粒子１を成形する際には、エアロゲルの高断熱性能に起因する成形上の問題点があった。すなわち、エアロゲルはそれ自体の断熱性が高いため、成形の際に、熱が伝わりにくくなり、成形に時間がかかったり、高い成形温度を要したりしていた。成形時間が長くなったり、成形温度が高くなったりすると、効率よく成形体を製造することができなくなるおそれがある。しかしながら、本形態では、接着主剤２が付着したエアロゲル粒子１と、硬化剤３が付着したエアロゲル粒子１とを混合して成形することができる。そのため、比較的低い温度の加熱で成形することが可能になり、また、成形時間も短くすることが可能になる。そのため、効率よく成形を行うことができる。
【００４２】
また、従来、硬化性の樹脂接着剤としては、エポキシ接着剤のようにエポキシ樹脂とアミン系硬化剤の２種を混合するようなものが知られている。その場合、混合した瞬間から反応が急速に進み、一度接着剤と混合した粒子を長時間置いておくことができない場合がある。そのため、接着剤を調製した後、すぐに接着剤と粒子とを混合して成形しなければならず、取扱い性がよくない。また、複数の成形物を連続して製造する際に、硬化反応が進行する途中の接着剤を用いて成形すると、成形物ごとに硬化条件が異なったりして強度にばらつきが生じるおそれがある。また、量産時に大量に生産しているときに途中で工程が止まってしまった場合などには、その間に硬化が進んでしまい、樹脂を接着剤として使用できなくなったり、接着剤が付着したエアロゲルが硬化して使用できなくなったりして、大量のロスが生じてしまう。しかしながら、本形態では、接着主剤２が付着したエアロゲル粒子１と、硬化剤３が付着したエアロゲル粒子１とを別々に準備しておき、硬化を開始したいときに、この２種の粒子を混合することができる。そのため、硬化の開始を制御することができるので、安定して成形を行うことができ、また、原料ロスを抑制することができる。
【００４３】
第１のエアロゲル粒子材料１１においては、エアロゲル粒子１の表面に接着主剤２がコーティングされている。第２のエアロゲル粒子材料１２においては、エアロゲル粒子１の表面に硬化剤３がコーティングされている。コーティングは、粒子全体を被覆するものであってよい。あるいは、部分的にコーティングするものであってもよい。部分的にコーティングする場合は、例えば、被覆面積は、３０％以上又は５０％以上などにすることができるが、これに限定されるものではない。被覆面積の上限は１００％であってよい。
【００４４】
一つのエアロゲル粒子１に付着される接着主剤２の量は、エアロゲル粒子１の体積よりも小さいことが好ましい。また、一つのエアロゲル粒子１に付着される硬化剤３の量は、エアロゲル粒子１の体積よりも小さいことが好ましい。エアロゲル粒子１よりも体積を小さくして接着主剤２及び硬化剤３を設けることで、接着剤によって熱橋が形成されることをさらに抑制することができる。
【００４５】
第１のエアロゲル粒子材料１１と第２のエアロゲル粒子材料１２とは、別々の容器５に入れられている。それにより、硬化の開始及び進行を制御することが容易にできる。エアロゲル成形体を形成する際には、第１のエアロゲル粒子材料１１と第２のエアロゲル粒子材料１２とが混合される。ただし、接着主剤２と硬化剤３とは接触しただけでは反応は進まないかほとんど進まない場合があるため、その場合には加熱などによって反応が開始されることが好ましい。それにより、接着成分の硬化の制御が容易になり、エアロゲル成形体を効率よく製造することができる。
【００４６】
図２は、２剤式エアロゲル成形体材料１０の実施形態の他の一例である。この２剤式エアロゲル成形体材料１０は、第１のエアロゲル粒子材料１１と第２のエアロゲル粒子材料１２とを含んでいる。第１のエアロゲル粒子材料１１は、第１のエアロゲル粒子１ａと、この第１のエアロゲル粒子１ａの表面に付着した接着主剤２とを有する。第２のエアロゲル粒子材料１２は、第２のエアロゲル粒子１ｂと、この第２のエアロゲル粒子１ｂの表面に付着し、接着主剤２を硬化させる硬化剤３とを有する。図２に示される形態は、接着主剤２及び硬化剤３の付着の仕方が、図１の形態とは異なっている。それ以外は、同様の構成となっている。
【００４７】
図２の形態では、接着主剤２は第１のエアロゲル粒子１ａの表面に点状に付着している。また、硬化剤３は第２のエアロゲル粒子１ｂの表面に点状に付着している。このように接着主剤２及び硬化剤３が点状に付着すると、複数のエアロゲル粒子１が点接触して接着されやすくなり、熱橋の形成がさらに抑制されるため、断熱性をより向上することができる。
【００４８】
点状に接着主剤２又は硬化剤３がエアロゲル粒子１の表面に付着する場合、付着した接着主剤２又は硬化剤３の平均粒径は、エアロゲル粒子１の平均粒径よりも小さいことが好ましい。接着主剤２又は硬化剤３の平均粒径と、エアロゲル粒子１の平均粒径との比率（接着主剤２又は硬化剤３の平均粒径／エアロゲル粒子１の平均粒径）は、１／２００〜１／３であることが好ましい。この場合の平均粒径は、断面積から真円換算した径であってよい。平均粒径はＸ線ＣＴによって求めることができる。例えば１００個の粒子の平均値を用いることができる。接着主剤２又は硬化剤３の平均粒径とエアロゲル粒子１の平均粒径との比率（接着剤／エアロゲル粒子１）は、１／２００〜１／３であれば、隣接するエアロゲル粒子１をより点状に接着して結合しやすくなる。接着剤２又は硬化剤３の平均粒径とエアロゲル粒子１の平均粒径との比率は、より好ましくは、１／１００〜１／１０である。接着主剤２又は硬化剤３の平均粒径と、エアロゲル粒子１の平均粒径との比率は、さらに好ましくは、１／８０〜１／２０である。
【００４９】
図３は、図１又は図２に示される２剤式エアロゲル成形体材料１０によって形成されたエアロゲル成形体の一例を示している。図３では成形体の一部を拡大した概略断面図が示されている。この成形体は断熱材として使用することができる。
【００５０】
図３で示される断熱材は、上記で説明した第１のエアロゲル粒子材料１１と第２のエアロゲル粒子材料１２とにより形成されている。この断熱材では、第１のエアロゲル粒子１ａと第２のエアロゲル粒子１ｂとが、接着主剤２及び硬化剤３の接触部位で結合されている。接着主剤２と硬化剤３との接触部位には、接着主剤２が硬化剤３によって硬化した接着体４が形成されている。このように、接着主剤２と硬化剤３との接触部位でエアロゲル粒子１が結合することにより、接着体４が連続的に繋がって熱橋が形成されることを抑制することができ、断熱性を高めることができる。
【００５１】
図３の成形体においては、複数のエアロゲル粒子１が、エアロゲル粒子１の間で点在した接着体４によって接着されている。この接着体４は、接着主剤２と硬化剤３との反応により硬化して形成されたものである。エアロゲル成形体においては、接着体４は、複数のエアロゲル粒子１を点接触して結合している。接着体４は粒子の隙間において連通しておらず、複数の接着体４が分離して形成されている。このように、点在した接着体４によりエアロゲル粒子１が接着されることにより、接着体４が熱橋となることが抑制され、断熱性が向上する。
【００５２】
図３のような点接触でエアロゲル粒子１が接着されたエアロゲル成形体は、図２に示す２剤式エアロゲル成形体材料を用いて形成することができる。すなわち、図２の形態では、一方の材料にはエアロゲル粒子１の表面に接着主剤２が点状に付着し、他方の材料にはエアロゲル粒子１の表面に硬化剤３が点状に付着しており、この接着主剤２と硬化剤３とが点状に接触することが容易となる。そして、点状に接触した接着主剤２と硬化剤３は、接触した部分において硬化するため、点状に接着体４が形成され、図３に示される成形体を得ることができる。接着主剤２及び硬化剤３が余分に含まれている場合は、接着体４の形成に用いられなかった接着主剤２及び硬化剤３は蒸発や洗浄などにより除去されてもよい。
【００５３】
図３のような点接触でエアロゲル粒子１が接着されたエアロゲル成形体は、図１に示す２剤式エアロゲル成形体材料を用いて形成することもできる。すなわち、図１の形態では、一方の材料にはエアロゲル粒子１の表面に接着主剤２が被覆され、他方の材料にはエアロゲル粒子１の表面に硬化剤３が被覆されており、この接着主剤２と硬化剤３とが接触した部分において点状に接触することができる。そして、点状に接触した接着主剤２と硬化剤３は、接触した部分において硬化するため、点状に接着体４が形成される。その後、接着体４の形成に用いられなかった接着主剤２及び硬化剤３が蒸発や洗浄などにより除去されることにより、図３に示す成形体を得ることができる。
【００５４】
図１及び図２で説明した２剤式の成形体材料において、エアロゲル粒子１は、上記で説明したエアロゲル粒子１を用いることができる。第１のエアロゲル粒子１ａと、第２のエアロゲル粒子１ｂとは、同じエアロゲル粒子１を用いることができる。それにより、簡単にエアロゲル粒子材料を得ることができる。第１及び第２といったナンバリングは、接着主剤２が付着された粒子と硬化剤３が付着された粒子とを区別するために、便宜上行われるものであってよい。
【００５５】
第１のエアロゲル粒子材料１１に含まれるエアロゲル粒子１は、いわば接着主剤付着エアロゲル粒子ということができる。第２のエアロゲル粒子材料１２に含まれるエアロゲル粒子１は、いわば硬化剤付着エアロゲル粒子ということができる。接着主剤２又は硬化剤３が付着されたエアロゲル粒子の本体は、コア粒子と呼んでもよい。コア粒子とはエアロゲル粒子の核となる粒子である。
【００５６】
接着主剤２と硬化剤３とは、適宜の接着材料を用いることができる。この接着主剤２及び硬化剤３としては、２剤式の熱硬化性樹脂を好ましく用いることができる。本形態においては、混合されることにより接着剤として機能が発揮される接着主剤２と硬化剤３とを粒子ごとに分離して使用することにより、優れた成形性と断熱性を得ることができる。成形時には、接着主剤２と硬化剤３とにより構成される接着剤により、接着体４が形成される。
【００５７】
接着主剤２としては、ポリウレタン樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、などを挙げることができる。第１のエアロゲル粒子１ａに対する接着主剤２の量は、特に限定されるものではないが、接着性と断熱性の観点から、１００質量部のエアロゲル粒子１ａに対して、１〜４０質量部であることが好ましく、さらに５〜３０質量部であることが好ましい。
【００５８】
接着主剤２の成分は、比較的低分子のものであることが好ましい。低分子の場合、成形後に除去されやすくなる。例えば、重量平均分子量が５００以下の樹脂を用いることができる。重量平均分子量の下限は特に限定されないが１００であってよい。
【００５９】
硬化剤３としては、水溶性アミン、アミン系硬化剤、ジオールなどを挙げることができる。第２のエアロゲル粒子１ｂに対する硬化剤３の量は、特に限定されるものではないが、接着性と断熱性の観点から、１００質量部のエアロゲル粒子１ｂに対して、０．１〜３０質量部であることが好ましい。
【００６０】
第１のエアロゲル粒子材料１１と第２のエアロゲル粒子材料１２とは、成形の際に、混合されるが、その比率は、成形性と断熱性の観点から設定される。例えば、第１のエアロゲル粒子材料１１と第２のエアロゲル粒子材料１２との質量比が、０．１：１〜１：０．１の範囲であることが好ましい比率の一例である。
【００６１】
次に、エアロゲル成形体によって構成される断熱材の製造方法について説明する。断熱材の製造では、まず、上記で説明した２剤式エアロゲル成形体材料１０を製造する。２剤式エアロゲル成形体材料１０の製造は、第１のエアロゲル粒子材料１１の調製工程と、第２のエアロゲル粒子材料１２の調製工程とを含んでいる。第１のエアロゲル粒子材料１１の調製工程は、第１のエアロゲル粒子１ａに接着主剤２を付着させる工程である。第２のエアロゲル粒子材料１２の調製工程は、第２のエアロゲル粒子１ｂに硬化剤３を付着させる工程である。
【００６２】
エアロゲル粒子１に接着主剤２又は硬化剤３を付着させる方式としては、容器回転式、ブレード回転式、流動式のものが挙げられる。付着させる装置としては、造粒装置やコーティング装置を用いることができる。
【００６３】
図４は、エアロゲル粒子１に接着主剤２又は硬化剤３を付着させる方法の一例である。接着主剤２又は硬化剤３は、付着物質６として図示されている。図４の方法では、エアロゲル粒子１と、接着主剤２又は硬化剤３により構成される固体状の付着物質６とを粉体混合し、エアロゲル粒子１に付着物質６を付着させることにより、エアロゲル粒子材料１１，１２を製造する。
【００６４】
まず、粉体混合するための容器５に、エアロゲル粒子１と付着物質６とを入れる。固体状の付着物質６は粉体となったものである。付着物質６の粒径（大きさ）の平均値は、エアロゲル粒子１の粒径（大きさ）の平均値よりも小さい方が好ましい。それにより、付着しやすくすることができる。そして、蓋を閉めるなどして容器５を密封し、容器５を振る。これにより、エアロゲル粒子１と付着物質６とが粉体混合されて、付着物質６が付着したエアロゲル粒子１を得ることができる。付着物質６として接着主剤２を用い、接着主剤２がエアロゲル粒子１に付着すると第１のエアロゲル粒子材料１１が得られる。付着物質６として硬化剤３を用い、硬化剤３がエアロゲル粒子１に付着すると第２のエアロゲル粒子材料１２が得られる。この方法では、粉状の付着物質６をエアロゲル粒子１に付着させることが簡単にできるので、点状に付着させることがより可能になる。なお、生産レベルにおいては、ミルやミキサなどの適宜の粉体混合機を使用して粉体混合を行うことができる。ただし、強力な撹拌力が働くと粒子が壊れるおそれがあるので、粒子が破壊されない程度の撹拌力で混合することが好ましい。
【００６５】
図５は、エアロゲル粒子１に接着主剤２又は硬化剤３を付着させる方法の他の一例である。この方法では、エアロゲル粒子１を撹拌し、この撹拌した状態のエアロゲル粒子１に、付着物質６の溶液又は分散液を徐々に添加し、エアロゲル粒子１に付着物質６を付着させることにより、接着主剤２又は硬化剤３が付着したエアロゲル粒子１を製造する。
【００６６】
図５に示すように、本形態では、液体添加式の粉体撹拌機１５を用いる。この粉体撹拌機１５は、撹拌槽１６内に、水平方向に回転する水平撹拌翼１７（ブレード）と、垂直方向に回転する垂直撹拌翼１８とを備えて構成されている。粉体撹拌機１５としてはバーチカルグラニュレータと呼ばれるものを用いることができる。水平撹拌翼１７と垂直撹拌翼１８とが同時に回転することにより、ブレード回転とクロススクリュー回転とを発生させることができる。そのため、効率よく撹拌することができ、安定した混合及び付着を行うことができる。
【００６７】
付着物質６の付着にあたっては、まず、エアロゲル粒子１を粉体撹拌機１５の撹拌槽１６内に投入する。そして、水平撹拌翼１７及び垂直撹拌翼１８を回転させてエアロゲル粒子１を撹拌する。そして、エアロゲル粒子１が撹拌された状態で、付着物質６の溶液又は分散液を、上部の液体投入口１９から撹拌槽１６に投入して徐々に添加する。これにより、エアロゲル粒子１が撹拌されながら、付着物質６がエアロゲル粒子１の表面に付着される。さらに、付着物質６とエアロゲル粒子１とがほぼ均一に混ざるまで撹拌を続ける。その後、流動層に移し変え、乾燥することにより、付着物質６が付着したエアロゲル粒子１を得ることができる。付着物質６として接着主剤２を用いると、接着主剤２が付着したエアロゲル粒子１が得られる。付着物質６として硬化剤３を用いると、硬化剤３が付着したエアロゲル粒子１が得られる。なお、乾燥を行う流動層としては、図６（ａ）で示すような、流動式の粉体撹拌機２０を用いてもよい。
【００６８】
図５の形態の粉体撹拌機１５においては、ブレード回転数、クロススクリュー回転数、付着物質６の溶液濃度などを主要パラメータとして変化させることにより、付着状態を制御することができる。付着物質６の量が多くなると、エアロゲル粒子１の表面を付着物質６で覆いやすくなり、付着物質の量が比較的少なくなると、エアロゲル粒子１の表面に付着物質６が点状に付着しやすくなる。
【００６９】
図６（ａ）は、エアロゲル粒子１に接着主剤２又は硬化剤３を付着させる方法のさらに他の一例である。この方法では、エアロゲル粒子１を撹拌し、この撹拌した状態のエアロゲル粒子１に、接着主剤２又は硬化剤３で構成される付着物質６の溶液又は分散液を徐々に添加し、エアロゲル粒子１に付着物質６を付着させる。これにより、付着物質６が付着したエアロゲル粒子１を製造する。スプレーで液体を噴霧して添加しながら同時に乾燥を行うところが、図５の形態とは異なる。
【００７０】
図６（ａ）に示すように、本形態では、風圧流動式の粉体撹拌機２０を用いる。この粉体撹拌機２０は、略筒状の流動容器２１内に、下方に向かって開口するノズル２２が設けられて構成されている。ノズル２２は流動容器２１の側部から流動容器２１に侵入して延伸し、流動容器２１の略中央で略垂直に下方に折れ曲がることにより、ノズル先端２２ａを下方に向けている。ノズル２２はポンプなどで構成されるエア送出機構と接続されており、エアをノズル先端２２ａから流出できるようになっている。また、ノズル２２のエア送出機構側にはエアと付着物質６の溶液とを混合する気液混合機構が設けられており、付着物質６の溶液が霧状（ミスト状）となったエアをノズル先端２２ａからスプレー状に流出できるようになっている。付着物質６の溶液を含んだ湿潤したエアと、付着物質６の溶液を含んでいない乾燥したエアとは、送出が切り替え可能になっている。送り出されるエアは熱風であることが好ましい。また、流動容器２１の上部には、フィルタ２３が設けられており、流動容器２１内の圧力が適宜の圧力となるように、フィルタ２３を通して流動容器２１内部の気体を排出できるようになっている。この粉体撹拌機２０では、スプレー式で付着物質６の溶液を添加しながら同時に乾燥を行うことができるため、付着物質６を狭い面積でエアロゲル粒子１の表面に付着させることが可能になる。そのため、点状に付着させることが容易になる。
【００７１】
付着物質６の付着にあたっては、まず、エアロゲル粒子１を粉体撹拌機２０の流動容器２１内に投入する。そして、ノズル２２の先端からエアを下方に向かって流出させ、エアロゲル粒子１を吹き上げて撹拌する。このとき、エアとして熱風を送り出すことが好ましい。そして、エアロゲル粒子１が撹拌された状態で、付着物質６の溶液を含んだミスト状のエアをノズル２２から流出する。これにより、徐々に付着物質６が添加されながら、同時に乾燥されて、付着物質６がエアロゲル粒子１の表面に付着される。そして、所望の付着量になるようにスプレーを続けることにより、付着物質６が付着したエアロゲル粒子１を得ることができる。付着物質６として接着主剤２を用いると、接着主剤２が付着したエアロゲル粒子１が得られる。付着物質６として硬化剤３を用いると、硬化剤３が付着したエアロゲル粒子１が得られる。
【００７２】
ここで、付着物質６の溶液の濃度が高い場合には、図６（ｂ）に示すように、エアロゲル粒子１の表面に比較的大粒の付着物質６が点状に付着したエアロゲル粒子１を容易に得ることができる。また、付着物質６の溶液の濃度が低い場合には、図６（ｃ）に示すように、エアロゲル粒子１の表面に比較的小粒の付着物質６が点状に付着したエアロゲル粒子１を容易に得ることができる。
【００７３】
図６の形態の粉体撹拌機２０においては、給気温度、風量、スプレー速度、ミスト液濃度（コーティング溶液濃度）などを主要パラメータとして変化させることにより、付着の仕方やコーティングを制御することができる。
【００７４】
なお、エアロゲル粒子材料においては、エアロゲル粒子１に付着していない付着物質（接着主剤２又は硬化剤３）が混在していてもよい。その場合も、成形時にエアロゲル粒子１を接着することができる。ただし、エアロゲル粒子１に付着していない付着物質６の量は少ない方がよく、例えば、付着物質６の全体質量の５％以下又は１％以下の質量であることが好ましい。エアロゲル粒子１に付着していない付着物質６が、エアロゲル粒子材料中に存在していないことがさらに好ましい。
【００７５】
このように作製された２剤式エアロゲル成形体材料１０を成形することにより、断熱材を製造することができる。
【００７６】
２剤式エアロゲル成形体材料１０を用いたエアロゲルの成形においては、粒子を混合する混合工程と、粒子を成形する成形工程とを含む工程により成形を行う。混合工程は、第１のエアロゲル粒子材料１１と第２のエアロゲル粒子材料１２とを混合して成形材料を調製する工程である。成形工程は、前記の成形材料を成形し、第１のエアロゲル粒子１ａと第２のエアロゲル粒子１ｂとを、接着主剤２及び前記硬化剤３の接触部位で結合させる工程である。混合工程及び成形工程により、効率よくエアロゲル成形体の成形を行うことができる。
【００７７】
断熱材の製造においては、好ましくは、成形工程の後、未反応の接着主剤２及び硬化剤３を除去する工程をさらに含む。この工程は除去工程である。成形後のエアロゲル成形体に接着主剤２と硬化剤３とが付着していると、この残存した接着主剤２と硬化剤３とによって断熱性が低下するおそれがある。しかしながら、未反応の接着主剤２及び未反応の硬化剤３を除去することにより、熱橋となり得る余分な接着剤成分を除去することができるため、断熱性を高めることができる。また除去される接着剤成分（接着主剤２及び硬化剤３）は、粒子の接着に用いられない余分な成分なので、除去されてもエアロゲル粒子１の接着性を低減させるおそれが少なく、成形性を確保することができる。また、未反応の接着主剤２及び硬化剤３が除去されると、エアロゲル粒子１をより点状に接着しやすくすることができる。
【００７８】
混合工程では、第１のエアロゲル粒子材料１１と第２のエアロゲル粒子材料１２とを混合する。混合方式としては、容器回転式、ブレード回転式、流動式などのものを挙げることができる。混合は、適宜の粉体混合機で行うことができる。粉体混合機としては、ミル、ミキサなどが例示される。粉体混合機を用いることでより均一に混合を行うことができる。例えば、図４、図５又は図６で説明した混合機を用いてもよい。粉体の混合により、エアロゲル成形体を形成するための成形材料が得られる。なお、エアロゲル粒子１の混合は、成形機に投入した後に、成形機の内部で行ってもよい。成形機に投入した後に混合する場合、製造プロセスを簡単にすることができる。
【００７９】
成形工程では、適宜の成形方法を用いることができる。成形方法としては、圧縮法（プレス）、トランスファー法、射出法、押し出し法などを挙げることができる。使用する接着成分の硬化条件や目的とする形状に合わせて、成形する装置を適宜選択することができる。
【００８０】
図７は、エアロゲル粒子１の成形の一例である。この例では、プレス成形が示されている。この成形により、エアロゲル粒子１が接着主剤２と硬化剤３とにより接着して成形された断熱材を得ることができる。プレス成形では、エアロゲル粒子１が圧縮されて成形されるため、エアロゲル粒子１が密になって結合するので、断熱性を高めることができる。また、エアロゲル粒子１が密着するので、より少ない接着成分でエアロゲル粒子１の接着性を高めて、強度を向上させることができる。なお、図７では、付着物質６（接着主剤２及び硬化剤３）を省略して記載しているが、エアロゲル粒子１は上記で説明した付着物質６が付着しているものを用いる。成形にあたっては、プレス機３０を用いる。このプレス機３０はプレス下型３１とプレス上型３２とを備えて構成されている。
【００８１】
まず、図７（ａ）に示すように、プレス下型３１に側壁型３１ｂを取り付けて凹部３１ａを形成した後、この凹部３１ａの底面に離型シート３４を敷く。次に、容器５から第１のエアロゲル粒子材料１１と第２のエアロゲル粒子材料１２とが混合されたエアロゲル成形体材料をプレス下型３１上の凹部３１ａに投入する。このとき、プレス下型３１は加熱により接着剤（接着主剤２及び硬化剤３）の硬化温度以下まで予熱されていることが好ましい。次いで、図７（ｂ）に示すように、薬さじ、ヘラなどの平滑具３３により表面を平らにならす。そして、図７（ｃ）で示すように、プレス上型３２を凹部３１ａに上方から押し込んで挿入し、加熱加圧して押圧（プレス）する。エアロゲル粒子材料とプレス上型３２との間には、離型シート３４が配設されてもよい。プレスにあたっては、エアロゲル粒子１が押し潰されて壊れない程度のプレス圧力で押圧することが好ましい。このプレスにより接着主剤２及び硬化剤３が接着性を発揮して、エアロゲル粒子１が接着されて一体化する。そして、図７（ｄ）に示すように、プレス終了後に成形物を取り出す。これにより、エアロゲル成形体が形成される。
【００８２】
エアロゲル成形体の形成後、好ましくは次に、未反応の接着主剤２及び硬化剤３を除去する。接着主剤２及び硬化剤３の除去は、加熱や洗浄により行うことができる。例えば、接着主剤２及び硬化剤３を沸点以上の温度で加熱すれば、容易に接着主剤２及び硬化剤３を除去することができる。除去工程の加熱温度としては、例えば２００℃以上、又は３００℃以上が例示されるが、これに限定されるものではない。また、洗浄により除去する場合、液体処理により除去することが好ましい。例えば、水洗により洗浄すれば、簡単に効率よく接着主剤２及び硬化剤３を除去することができる。洗浄は、流水で行ってもよいし、エアロゲルの成形体を水に浸漬してもよい。液体処理は、水以外で行うことも可能である。例えば、接着主剤２及び硬化剤３を溶解する液体で洗浄すれば、接着主剤２及び硬化剤３を効率よく除去することができる。液体で接着主剤２及び硬化剤３を除去した場合には、乾燥機で乾燥することが好ましい。なお、除去工程は、成形機の内部で行ってもよい。その場合、成形後に連続して除去工程を行うため、作業性を高めることができる。ただし、残存する付着物質６をより高く除去するためには、成形機の外部で除去する方が有利である。
【００８３】
エアロゲル成形体が形成されることにより、図７（ｄ）に示す断熱材が得られる。この断熱材では、エアロゲル成形体がエアロゲル層８を構成している。
【００８４】
得られたエアロゲル成形体においては、図７（ｅ）に示すように、少なくとも一方の面、好ましくは両面に、表面シート７が貼り付けられることがさらに好ましい。表面シート７としては、樹脂シート、繊維シート、樹脂含浸繊維シートなどを用いることができる。貼り付けは適宜の接着剤により行うことができる。この場合、エアロゲル成形体は、断熱材の内層となるエアロゲル層８となる。表面シート７を設けることによりエアロゲル層８を保護することができるため、断熱材の強度を高めることができる。図７（ｅ）では、エアロゲル粒子１の成型物（エアロゲル層８）と表面シート７とにより構成される断熱材が形成される。なお、表面シート７は、エアロゲルの成形の際に、プレス型に挿入して一体化してもよい。その場合、表面シート７とエアロゲル層８との密着性を高めることができる。例えば、表面シート７が樹脂を含む場合、表面シート７の樹脂でエアロゲル層８を接着一体化させることができれば、エアロゲル層８と表面シート７との密着性をさらに高めることができる。ただし、残存する接着剤（接着主剤２及び硬化剤３）を除去するためには、表面シート７は成形後に貼り付ける方が有利である。表面シート７はエアロゲル層８の一方の面のみに積層されていてもよい。ただし、強度を高めるためには両面に表面シート７が積層されていることが好ましい。なお、もちろん、断熱材としては、表面シート７が設けられていない図７（ｄ）の形態も使用可能である。
【００８５】
本形態では、断熱材は板状の断熱材（断熱ボード）として形成することができる。もちろん、適宜の成形型を用いてプレスすることにより、ボード以外の形状の成形も可能である。例えば、目的とする構造物の形状に合わせた断熱材にすることができる。
【００８６】
このように形成された断熱材は、断熱性と強度に優れ、建築材料などとして有用なものである。
【実施例】
【００８７】
（実施例１）
容器回転式のコーティング装置において、シリカエアロゲル粒子（平均粒径Ｄ５０：７００μｍ）に、接着主剤としてエアロゲル粒子の全体積（第２のエアロゲル粒子材料中のエアロゲル粒子も含む）の約５％容量のエポキシ樹脂水溶液を噴霧した。これにより、接着主剤が付着したエアロゲル粒子（第１のエアロゲル粒子材料）を得た。粒子を観察したところ、接着主剤は点状に粒子に付着していた。
【００８８】
また、容器回転式のコーティング装置において、シリカエアロゲル粒子（平均粒径Ｄ５０：７００μｍ）に、硬化剤としてエアロゲル粒子の全体積（第１のエアロゲル粒子材料中のエアロゲル粒子も含む）の約３％容量の水溶性アミン水溶液を噴霧した。これにより、硬化剤が付着したエアロゲル粒子（第２のエアロゲル粒子材料）を得た。粒子を観察したところ、硬化剤は点状に粒子に付着していた。
【００８９】
得られた第１のエアロゲル粒子材料と第２のエアロゲル粒子材料とをドラムブレンダーにより混合した。さらに、この混合物を、温度８０℃、時間５分の条件でプレス成形し、板状のエアロゲル成形体を得た。この成形体を観察したところ、エアロゲル粒子は点状に接着されていた。得られた成形体の熱伝導率は１５．３Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【００９０】
（実施例２）
容器回転式のコーティング装置において、シリカエアロゲル粒子（平均粒径Ｄ５０：７００μｍ）に、接着主剤としてエアロゲル粒子の全体積（第２のエアロゲル粒子材料中のエアロゲル粒子も含む）の約５％容量のエポキシ樹脂水溶液を噴霧した。これにより、接着主剤が付着したエアロゲル粒子（第１のエアロゲル粒子材料）を得た。粒子を観察したところ、接着主剤は点状に粒子に付着していた。
【００９１】
また、容器回転式のコーティング装置において、シリカエアロゲル粒子（平均粒径Ｄ５０：７００μｍ）に、硬化剤としてエアロゲル粒子の全体積（第１のエアロゲル粒子材料中のエアロゲル粒子も含む）の約３％容量の水溶性アミン水溶液を噴霧した。これにより、硬化剤が付着したエアロゲル粒子（第２のエアロゲル粒子材料）を得た。粒子を観察したところ、硬化剤は点状に粒子に付着していた。
【００９２】
得られた第１のエアロゲル粒子材料と第２のエアロゲル粒子材料とをドラムブレンダーにより混合した。さらに、この混合物を、温度８０℃、時間５分の条件でプレス成形し、板状のエアロゲル成形体を得た。
【００９３】
さらに、このエアロゲル成形体に対し、２２０℃、時間５分の条件で加熱処理した。
【００９４】
加熱処理後の成形体を観察したところ、エアロゲル粒子が点状に接着されており、かつ接着点以外に残留していた接着主剤および硬化剤は除去されていることが確認された。この加熱処理後の成形体の熱伝導率は１４．８Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【００９５】
（比較例１）
容器回転式のコーティング装置において、シリカエアロゲル粒子（平均粒径Ｄ５０：７００μｍ）に、接着剤としてエアロゲル粒子の全体積の約５％容量のフェノール樹脂水溶液を加え、１０分間混合した後、乾燥した。これにより、接着剤が付着したエアロゲル粒子（エアロゲル粒子材料）を得た。得られたエアロゲル粒子材料を、温度８０℃、時間２０分の条件でプレス成形し、板状のエアロゲル成形体を得た。得られた成形体の熱伝導率は、１８．０Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【００９６】
（比較例２）
容器回転式のコーティング装置内において、シリカエアロゲル粒子（平均粒径Ｄ５０：７００μｍ）に、エアロゲル粒子の全体積の約５％容量のエポキシ樹脂水溶液と、エアロゲル粒子の全体積の約３％容量の水溶性アミン水溶液を混合して得られた混合接着液を加え、１０分間混合した後、乾燥した。これにより、接着剤が付着したエアロゲル粒子（エアロゲル粒子材料）を得た。得られたエアロゲル粒子材料を、温度８０℃、時間５分の条件でプレス成形し、板状のエアロゲル成形体を得た。得られた成形体の熱伝導率は、１７．８Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【００９７】
（実施例と比較例の対比）
比較例１、２は接着剤がエアロゲル粒子を覆っている状態となり、熱伝導率が実施例１、２よりも劣るものであった。
【符号の説明】
【００９８】
１      エアロゲル粒子
１ａ    第１のエアロゲル粒子
１ｂ    第２のエアロゲル粒子
２      接着主剤
３      硬化剤
４      接着体
５      容器
６      付着物質
７      表面シート
８      エアロゲル層
１０    ２剤式エアロゲル成形体材料
１１    第１のエアロゲル粒子材料
１２    第２のエアロゲル粒子材料
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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