(57)【要約】【課題】熱硬化による圧縮強度付与が容易でありながら、９００℃を超える温度にさらされても、断熱性能の変化の小さい多孔質体を提供すること。【解決手段】シリカ粒子及びアルカリ捕集材粒子を含み、アルカリ捕集材粒子の表面にアルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群より選択される少なくとも一種の元素Ａが偏在している、多孔質体。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカ粒子及びアルカリ捕集材粒子を含み、前記アルカリ捕集材粒子の表面にアルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群より選択される少なくとも一種の元素Ａが偏在している、多孔質体。
【請求項２】
ＳＥＭ−ＥＤＸにより得られる前記元素ＡのＸ線強度プロファイルにおいて、
前記アルカリ捕集材粒子の表面から外側へ１０μｍ未満の範囲を範囲Ｓとし、
前記アルカリ捕集材粒子の表面から外側へ１０μｍ以上１１μｍ以下の範囲を範囲Ｔとしたとき、
前記範囲Ｓにおいて最大強度を示す位置の−０．５μｍ以上＋０．５μｍ以下の範囲における平均強度が、
前記範囲Ｔにおける平均強度よりも１０％以上高い、請求項１に記載の多孔質体。
【請求項３】
前記アルカリ捕集材粒子がアルミナ粒子を含み、固体Ａｌ−ＮＭＲスペクトルにおいて、基準物質ＫＡｌ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏの化学シフトを−０．２１ｐｐｍとしたときに、４０ｐｐｍ超６０ｐｐｍ未満の範囲にピークを有する、請求項１又は２に記載の多孔質体。
【請求項４】
前記元素ＡがＮａ及び／又はＫであり、Ｎａ及びＫの合計含有量が、それぞれＮａ２Ｏ及びＫ２Ｏとして０．０１質量％以上０．８質量％以下である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の多孔質体。
【請求項５】
嵩密度が０．５ｇ／ｃｍ３以上０．９ｇ／ｃｍ３以下である、請求項１〜４のいずれか一項に記載の多孔質体。
【請求項６】
粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子を含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の多孔質体。
【請求項７】
粒子径が５０ｎｍ超５００ｎｍ以下の球状粒子を含む、請求項１〜６のいずれか一項に記載の多孔質体。
【請求項８】
圧縮率０〜５％における最大応力が３ＭＰａ以上である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の多孔質体。
【請求項９】
前記アルミナ粒子の含有量が、Ａｌ２Ｏ３として１質量％以上８０質量％以下である、請求項３に記載の多孔質体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多孔質体に関する。
【背景技術】
【０００２】
室温での空気分子の平均自由行程は約１００ｎｍである。したがって、直径１００ｎｍ以下の空隙を有する多孔質体内では、空気による対流や伝導による伝熱が抑制されるため、このような多孔質体は優れた断熱作用を示す。
【０００３】
この断熱作用の原理に従い、超微粒子を断熱材に用いることで、熱伝導率の極めて低い断熱材が得られることが知られている。例えば、下記特許文献１には、シリカ及び／又はアルミナを含み、粒子径ＤＳが５ｎｍ以上３０ｎｍ以下である複数の小粒子を含んで成形されており、圧縮率０〜５％における最大荷重が０．７ＭＰａ以上であり、３０℃における熱伝導率が０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ以下である、断熱材とその製造方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】国際公開第２０１２／０９０５６６号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１に開示された、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素を含む断熱材は、熱硬化が起こりやすいため、９００℃という比較的低温で短時間焼成することにより、圧縮強度を付与することが可能である利点を有するものの、９００℃を超える温度にさらされた場合、断熱性能が大きく低下する。これに対し、アルカリ金属元素およびアルカリ土類金属元素を含まない、あるいは極微量しか含まない組成では、熱硬化が起こりにくいため、焼成により容易に高い圧縮強度を付与することはできなかった。
【０００６】
本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、熱硬化による圧縮強度付与が容易でありながら、９００℃を超える温度にさらされても、断熱性能の変化の小さい多孔質体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明者は、上記課題を解決するため、鋭意研究を重ねた結果、下記の特徴を有する多孔質体は、断熱性能が高く、９００℃を超える温度にさらされても、断熱性能の変化が小さいことを見出し、本発明を成すに至った。
【０００８】
すなわち、本発明は、シリカ粒子及びアルカリ捕集材粒子を含み、アルカリ捕集材粒子の表面にアルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群より選択される少なくとも一種の元素Ａが偏在している、多孔質体である。
【０００９】
本発明において、ＳＥＭ−ＥＤＸにより得られる元素ＡのＸ線強度プロファイルにおいて、アルカリ捕集材粒子の表面から外側へ１０μｍ未満の範囲を範囲Ｓとし、アルカリ捕集材粒子の表面から外側へ１０μｍ以上１１μｍ以下の範囲を範囲Ｔとしたとき、範囲Ｓにおいて最大強度を示す位置の−０．５μｍ以上＋０．５μｍ以下の範囲における平均強度が、範囲Ｔにおける平均強度よりも１０％以上高いことが好ましい。
【００１０】
本発明において、アルカリ捕集材粒子がアルミナ粒子を含み、固体Ａｌ−ＮＭＲスペクトルにおいて、基準物質ＫＡｌ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏの化学シフトを−０．２１ｐｐｍとしたときに、４０ｐｐｍ超６０ｐｐｍ未満の範囲にピークを有することが好ましい。
【００１１】
本発明において、元素ＡがＮａ及び／又はＫであり、Ｎａ及びＫの合計含有量が、それぞれＮａ２Ｏ及びＫ２Ｏとして０．０１質量％以上０．８質量％以下であることが好ましい。
【００１２】
本発明は、嵩密度が０．５ｇ／ｃｍ３以上０．９ｇ／ｃｍ３以下であることが好ましい。
【００１３】
本発明は、粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子を含むことが好ましい。
【００１４】
本発明は、粒子径が５０ｎｍ超５００ｎｍ以下の球状粒子を含むことが好ましい。
【００１５】
本発明は、圧縮率０〜５％における最大応力が３ＭＰａ以上であることが好ましい。
【００１６】
本発明は、アルミナ粒子の含有量が、Ａｌ２Ｏ３として１質量％以上８０質量％以下であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、熱硬化による圧縮強度付与が容易でありながら、断熱性能が高く、かつ９００℃を超える温度にさらされても、細孔構造の変化が小さいため、断熱性能の変化の小さい多孔質体を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】実施例１の多孔質体に含まれるアルカリ捕集材粒子（アルミナ粒子）周辺における、ＳＥＭ−ＥＤＸによるライン分析結果を示す図である。
【図２】実施例１の多孔質体に含まれるアルカリ捕集材粒子（アルミナ粒子）周辺における、ＳＥＭ−ＥＤＸによるライン分析結果を示す図である。
【図３】実施例１の多孔質体に対する、固体Ａｌ−ＮＭＲ測定結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施形態について、具体的に説明する。本実施形態における多孔質体は、シリカ粒子及びアルカリ捕集材粒子を含み、アルカリ捕集材粒子の表面にアルカリ金属及びアルカリ土類金属からなる群より選択される少なくとも一種の元素Ａが偏在している、多孔質体である。
【００２０】
本実施形態においてシリカとは、組成式ＳｉＯ２で表される成分を指す。多孔質体に含まれるシリカ粒子は、純粋なＳｉＯ２からなるものであっても良く、他元素との塩や複合酸化物からなるものであっても構わない。例えば、ケイ素酸化物（シリカ、石英など）、一酸化ケイ素等のケイ素の部分酸化物、ケイ素を含む複合酸化物、（シリカアルミナ、ゼオライトなど）、ケイ酸塩（Ｎａ、Ｃａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｂ、Ｆｅ及びＡｌからなる群より選択される少なくとも一種を含むガラス）、ＳｉＣやＳｉＮの表面を酸化して得られた酸化物からなるものなどが挙げられる。
【００２１】
シリカ粒子は、結晶質であっても、非晶質であっても、それらの混合体であっても構わないが、非晶質であると、多孔質体の断熱性能が高くなるため、好ましい。非晶質のシリカ粒子としてはヒュームドシリカ、シリカヒュームが挙げられる。断熱性能の観点から、特に好ましくはヒュームドシリカである。
【００２２】
本実施形態における多孔質体は、シリカ粒子をＳｉＯ２として、１５質量％以上９０質量％未満含むことが好ましい。ＳｉＯ２が１５質量％未満であると、多孔質体の断熱性能が低い。ＳｉＯ２が９０質量％以上では、９００℃を超える温度にさらされると、断熱性能の変化が大きい。多孔質体を比較的低温で焼成して調製し得る観点から、シリカ粒子の含有量は、ＳｉＯ２として２０質量％以上８５質量％以下であることが好ましい。さらに、多孔質体調製時の焼成による収縮を抑制し、生産性を向上させる観点から、シリカ粒子の含有量はＳｉＯ２として４０質量％以上８０質量％以下であることが最も好ましい。
【００２３】
多孔質体のシリカ粒子の含有量は、蛍光Ｘ線測定により、次の方法に従い求められる。多孔質体１ｇと、結晶セルロース粉末のフナセルＩＩ粉末（商品名、フナコシ株式会社製）１ｇを、乳鉢で３０分間混合後、混合粉末２ｇを内径２５ｍｍ、厚さ５ｍｍ、幅３ｍｍの塩化ビニル製のリング内に充填し、プレス機により厚さ３ｍｍに加圧成形し、測定試料とする。この試料の全定性分析を行い、成分形態は酸化物として、ファンダメンタルパラメーター法により、ＳｉＯ２の質量％を求める。フナセルＩＩ粉末はフラックスとして、計算から除外する。例えば、蛍光Ｘ線測定装置として、走査型蛍光Ｘ線分析装置ＺＳＸ  ＰｒｉｍｕｓＩＩ（商品名、株式会社リガク製）を使用する場合、あらかじめフナセルＩＩ粉末を、組成Ｃ６Ｈ１０Ｏ５のフラックスとして化合物登録しておき、試料モデルはバルク、成分形態は酸化物、フラックスはフナセルＩＩ粉末、希釈率は１を選択し、ＳＱＸ計算を実施することにより、ＳｉＯ２の質量％を求める。
【００２４】
本実施形態における多孔質体は、元素Ａとして、アルカリ金属またはアルカリ土類金属を少なくとも１種類含んでおり、アルカリ捕集材粒子の表面に元素Ａが偏在している。多孔質体が、元素Ａとして特に、Ｎａ（ナトリウム）またはＫ（カリウム）を含むと、熱硬化が起こりやすく、好ましい。
【００２５】
特に、本実施形態における多孔質体は、多孔質体の全質量を基準として、Ｎａ及びＫを、それぞれＮａ２Ｏ及びＫ２Ｏとして合計０．０１質量％以上０．８質量％以下含むと、圧縮強度の発現が容易であり、かつ９００℃を超える温度にさらされても断熱性能の変化が小さく、好ましい。
【００２６】
Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合計含有量が、０．０１質量％未満であると、焼成により圧縮強度を高めることが難しい。また、０．８質量％を超えると、９００℃を超える温度にさらされた時の断熱性能の変化が大きい。Ｎａ２ＯとＫ２Ｏの合計含有量は、より好ましくは０．０１質量％以上０．７質量％以下であり、さらに好ましくは０．０４質量％以上０．４質量％以下である。これにより、焼成温度と焼成時間の許容幅が広くなり、生産性の観点から好ましい。
【００２７】
本実施形態における多孔質体において、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏは、主としてシリカヒュームに含まれることが好ましい。
【００２８】
多孔質体のＮａ２ＯとＫ２Ｏの含有量の測定は、シリカ粒子の含有量の測定と同じ方法で、蛍光Ｘ線測定により求められる。
【００２９】
アルカリ捕集材とは、シリカ粒子と元素Ａとの共存において、元素Ａを表面に捕集しやすい性質を有する材料を指す。
【００３０】
アルカリ金属やアルカリ土類金属はシリカの融点を下げるため、多孔質体に含まれると、９００℃を超える温度にさらされた時の断熱性能の変化が大きくなると考えられていた。ところが、本発明者が詳細に検討した結果、アルカリ金属やアルカリ土類金属が多孔質体に含まれていても、アルカリ金属やアルカリ土類金属がアルカリ捕集材粒子表面に偏在した構造を有する多孔質体は、９００℃を超える温度にさらされても断熱性能の変化が小さくなることを見出した。この理由は明らかではないが、アルカリ金属やアルカリ土類金属は焼成時にシリカの融点を９００℃以下に下げて、粒子を融着して多孔質体を硬化するが、アルカリ金属やアルカリ土類金属がアルカリ捕集材粒子に捕集され、表面に偏在した状態になると、アルカリ金属やアルカリ土類金属の有するシリカの融点低下効果が失われ、熱硬化がそれ以上進みにくくなるためであると考えられる。
【００３１】
アルカリ捕集材粒子の表面に元素Ａが偏在していることは、後述する、ＳＥＭ−ＥＤＸにより元素ＡのＸ線強度を測定することで確認できる。具体的には、アルカリ捕集材粒子の表面から外側へ１０μｍ未満の範囲を範囲Ｓとし、アルカリ捕集材粒子から外側へ１０μｍ以上１１μｍ以下の範囲を範囲Ｔとしたとき、範囲Ｓにおいて元素ＡのＸ線強度が最大値を示すことにより、確認できる。
【００３２】
アルカリ捕集材粒子の表面に元素Ａが偏在していることは、アルカリ捕集材粒子がＡｌを含む場合には、後述する固体Ａｌ−ＮＭＲにおいても確認できる。具体的には、固体Ａｌ−ＮＭＲスペクトルにおいて、基準物質ＫＡｌ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏのケミカルシフトを−０．２１ｐｐｍとした場合に、化学シフトが４０ｐｐｍ超６０ｐｐｍ未満の位置にピークを有することによっても、確認できる。
【００３３】
アルカリ捕集材としては、特にアルミナを含む化合物が好ましい。アルミナは、組成式Ａｌ２Ｏ３で表される成分を指す。多孔質体に含まれるアルミナ粒子は、純粋なＡｌ２Ｏ３からなるものでも良く、Ａｌ及び種々の他元素との塩や複合酸化物からなるものであっても良い。例えば、アルミニウムの酸化物（α−アルミナ、γ−アルミナ、β−アルミナ、θ−アルミナ、ヒュームドアルミナ、非晶質のアルミナなど）、水酸化アルミニウム、アルミニウムを含む複合酸化物（シリカアルミナやゼオライトなど）、炭化アルミニウムや窒化アルミニウムの表面を酸化して得られた酸化物からなるものなどである。
【００３４】
９００℃を超える温度にさらされた時の、断熱性能変化を小さくする観点から、アルミナとしては、α−アルミナ、γ−アルミナ、θ−アルミナ、ヒュームドアルミナが好ましい。多孔質体成形時に粉体の嵩密度が大きくなり、成形が容易となることから、α−アルミナが最も好ましい。
【００３５】
多孔質体にα−アルミナ、γ−アルミナ、θ−アルミナが含まれていることは、多孔質体の粉末Ｘ線回折測定（ＸＲＤ）を測定することで確認できる。具体的には、そのＸＲＤパターンが、α−アルミナではＪＣＰＤＳカード番号４６−１２１２、γ−アルミナではＪＣＰＤＳカード番号２３−１００９、θ−アルミナではＪＣＰＤＳカード番号３５−０１２１が、示すｄ値の位置にピークを有することにより、確かめられる。なお、α−アルミナではｄ値が２．５５０８（Å）、１．６０１６（Å）、２．０８５３（Å）、３．４７９７（Å）が特徴的であり、γ−アルミナではｄ値が１．３８８３（Å）、２．８３７０（Å）、２．７３００（Å）、２．４４４０（Å）が特徴的であり、θ−アルミナではｄ値が２．７３００（Å）、１．３８８０（Å）、２．８４００（Å）、２．３１２０（Å）が特徴的である。
【００３６】
本実施形態において、アルミナ粒子の好ましい含有量は、Ａｌ２Ｏ３として、多孔質体の全質量を基準として、１質量％以上８０質量％以下である。１質量％未満では、９００℃を超える温度にさらされた時に、多孔質体の断熱性能の変化が大きい。８０重量％超では、多孔質体の重量が増加し、断熱性能が低い。アルミナ粒子の含有量は、Ａｌ２Ｏ３として、より好ましくは１質量％以上６０質量％以下である。さらに好ましくは、粉体の付着性を小さくする観点から、Ａｌ２Ｏ３として、１質量％以上２５質量％以下である。
【００３７】
多孔質体のアルミナ粒子の含有量の測定は、シリカ粒子の含有量の測定と同じ方法で、蛍光Ｘ線測定により求められる。
【００３８】
本実施形態において、ＳＥＭ−ＥＤＸにより元素ＡのＸ線強度を測定すると、Ｘ線強度プロファイル中の範囲Ｓ（アルカリ捕集材粒子の表面から外側へ１０μｍ未満の範囲）において、最大強度を示す位置を中心とする１μｍの範囲（すなわち、当該位置の−０．５μｍ以上＋０．５μｍ以下の範囲）における平均強度が、範囲Ｔ（アルカリ捕集材粒子の表面から外側へ１０μｍ以上１１μｍ以下の範囲）における平均強度よりも１０％以上高いと、９００℃を超える温度にさらされても断熱性能の変化が小さく、好ましい。
【００３９】
元素ＡのＸ線強度は、アルカリ捕集材粒子の表面から５μｍの範囲において最大値を示すと、加熱による収縮が小さくなる場合が多く好ましい。元素Ａ（ＮａやＫ）の濃度は、ＳＥＭにより確認されるアルカリ捕集材粒子表面の２μｍの範囲において、最大値を示すと、多孔質体の圧縮強度が高い場合が多く、より好ましい。
【００４０】
元素Ａの範囲Ｓの最大強度を示す位置を中心とする１μｍの範囲内の平均強度が、範囲Ｔの平均強度よりも１５％以上高いと、加熱による収縮が小さくなる場合が多く、好ましい。元素Ａの範囲Ｓの最大強度を示す位置を中心とする１μｍの範囲内の平均強度が、範囲Ｔの平均強度よりも２０％以上高いと、多孔質体の圧縮強度が高い場合が多く、より好ましい。元素Ａの範囲Ｓの最大強度を示す位置を中心とする１μｍの範囲内の平均強度が、範囲Ｔの平均強度よりも２５％以上高いと、水浸漬後の圧縮強度変化が小さい場合が多く、好ましい。
【００４１】
例えば、ＮａとＫを、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏとして合計０．０１質量％以上０．８質量％以下含む場合には、シリカ粒子と、Ｎａおよび／またはＫと、アルミナ粒子を含む粉体を成形し、１０００℃で１時間焼成すると、アルミナ粒子表面付近にＮａおよび／またはＫが偏在する。この時、Ｎａおよび／またはＫのＳＥＭ−ＥＤＸのＸ線強度プロファイルにおいて、アルミナ粒子の上記範囲Ｓでの最大強度を示す位置を中心とする１μｍの範囲内の平均強度が、範囲Ｔの平均強度に対し、１０％以上高い構造となるが、９００℃未満での焼成温度では、そのような構造は見られない。
【００４２】
多孔質体に含まれる、アルカリ捕集材粒子がアルミナ粒子であることは、アルカリ捕集材粒子をＳＥＭ−ＥＤＸ分析し、ＡｌとＯが含まれることにより、確認することができる。
【００４３】
本実施形態において、アルカリ捕集材粒子がアルミナ粒子を含む場合、アルカリ捕集材粒子の表面に元素Ａが偏在すると、元素Ａの電子遮蔽効果により、アルカリ捕集材粒子表面のＡｌ原子は、固体ＮＭＲにおいて、特徴的な化学シフトを示す。
【００４４】
すなわち、固体Ａｌ−ＮＭＲスペクトルにおいて、基準物質ＫＡｌ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏのケミカルシフトを−０．２１ｐｐｍとした場合に、通常の４配位のＡｌの化学シフトは６０ｐｐｍ以上に、５配位のＡｌの化学シフトは４０ｐｐｍ以下に現れるが、本実施形態の多孔質体では、アルカリ捕集材粒子がアルミナ粒子を含む場合、化学シフトが４０ｐｐｍ超６０ｐｐｍ未満の位置にピークを有する。
【００４５】
当該化学シフトが４５ｐｐｍ以上５５ｐｐｍ以下の位置にピークを有すると、加熱による収縮が小さくなる場合が多く好ましい。４７．５ｐｐｍ以上５２．５ｐｐｍ以下の位置にピークを有すると、多孔質体の圧縮強度が高い場合が多く、より好ましい。
【００４６】
本実施形態において、嵩密度が０．５ｇ／ｃｍ３以上０．９ｇ／ｃｍ３以下であると、断熱性能が高く、かつ９００℃を超える温度にさらされても、断熱性能の変化が小さく、好ましい。嵩密度はより好ましくは０．５５ｇ／ｃｍ３以上０．９ｇ／ｃｍ３以下であり、嵩密度が０．５７ｇ／ｃｍ３以上０．９ｇ／ｃｍ３以下であると、裁断時、裁断速度が速くても欠陥が生じにくく、最も好ましい。
【００４７】
本実施形態における多孔質体は、粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子を含むと、高い断熱性能を有するため、好ましい。
【００４８】
本実施形態における粒子径の測定方法を、粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子の場合を例にとり、以下に説明する。
【００４９】
５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子を観察できるように倍率を設定し（例えば１００００倍）、その多孔質体に「代表的な断面視野」を無作為に抽出して観察する。「代表的な断面視野」とは、多孔質体の断面のうち特異的な面ではなく、任意に選択した断面において断面形状の様子がある程度共通している視野を意味する。例えば、多数の断面において多孔質体の厚さ方向に粒子の偏りが見られる場合は、偏りの存在を含めて多孔質体の代表的な断面視野を形成するので、上面に近いあたりも下面に近いあたりもバランスよく選択すればよい。一方、多孔質体が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子より遥かに大きい粒子や繊維を含有する多孔質体の場合は、大部分がこれらによって占められてしまう視野もあり得るが、ごく一部の断面においてのみ観察される視野は代表的な視野ではないので、これを選択しないこととする。倍率１００００倍で観察する場合、まず、１００倍程度で観察し、平均的に見られる視野を選択してから倍率１００００倍で観察するのは、時間のロスが少ない点から好ましい態様である。
【００５０】
代表的な断面視野を観察し、その視野に２個以上の５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子が観察されれば、当該多孔質体は「５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子を含有する」ものであると判断できる。ただし、最初に観察した視野に２個以上の５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子が観察されなかった場合でも、代表的な断面視野を１００視野観察し、合計で１００個の５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子が観察できれば「５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子を含有する」とする。つまり、本明細書中、（１）初めに観察した代表的な断面視野に２個以上の５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子が観察されれば「５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子を含有する」を満たし、もし、（２）初めに観察した代表的な断面視野に２個以上の５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子が観察されなかった場合には、代表的な断面視野１００視野に合計で１００個の５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子が観察されれば「５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子を含有する」を満足すると定義する。
【００５１】
粒子は必ずしも円形の粒子である必要はなく、いびつな形状であってもよい。粒子の径は等面積円相当径によって求めるものとする。等面積円相当径とは、粒子の投影面積と同じ面積を持つ円の直径であり、Ｈｅｙｗｏｏｄ径とも呼ぶ。いびつな形の粒子があったとしても、その面積が例えば７８ｎｍ２（粒子径＝１０ｎｍの円の面積に相当）であれば、粒子径は１０ｎｍとみなす。粒子同士が融着し、境界が視認できない場合は、その融着したいびつな形状の断面積から等面積円相当径を求める。ある程度の融着が起こっていても、その倍率で境界を視認できるのであれば、各粒子の粒子径（等面積円相当径）を測定すればよい。
【００５２】
５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子を含むか否かを判断する上では、各粒子の粒径は等面積円相当径によって判断すればよいので、粒子径の平均値を求めることは必須ではないが、粒子の集合全体から多孔質体の物理特性の傾向を把握する等の目的で粒子径の平均値を求める場合、５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子を観察できるように倍率を設定して１００個以上の粒子を観察し、その等面積円相当径を求めて数平均で算出すればよい。
【００５３】
粒子の投影面積は、例えば、画像解析ソフトのＡ像くん（商品名、旭化成エンジニアリング株式会社製）を使用して求めることができる。多孔質体の断面は、例えば次の条件、装置で観察することができる。クロスセクションポリッシャー（ＳＭ−０９０１０、日本電子株式会社製）を使用し、加速電圧  ４．０ｋＶ、加工時間  ９時間の条件で、試料である多孔質体にＢＩＢ（ブロードイオンビーム）加工を施し、断面を得る。この試料を試料台に積載し約２ｎｍのＯｓコーティングを施して検鏡用試料とする。Ｏｓコーティングは、例えばオスミウムコーター（ＨＰＣ−１ＳＷ型、株式会社真空デバイス社製）を使用して施すことができる。検鏡装置としては、走査型電子顕微鏡（Ｓ−４７００、株式会社日立製作所製）を使用し、加速電圧  １．０ｋＶの条件で測定する。
【００５４】
粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子として、好ましいのはヒュームドシリカ、ヒュームドアルミナ、γ−アルミナ、θ−アルミナである。
【００５５】
粒子径が１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子を含むと、加熱による収縮が小さくなる場合が多く、好ましい。粒子径が２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子を含むと、多孔質体の圧縮強度が高い場合が多く、より好ましい。粒子径が３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子を含むと、水浸漬後の圧縮強度変化が小さい場合が多く、最も好ましい。
【００５６】
また、平均粒子径が１０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子を用いると、加熱による収縮が小さくなる場合が多く、好ましい。平均粒子径が２０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子を用いると、多孔質体の圧縮強度が高い場合が多く、より好ましい。平均粒子径が３０ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子を用いると、水浸漬後の圧縮強度変化が小さい場合が多く、最も好ましい。
【００５７】
本実施形態における平均粒子径は、上述の方法で求めた粒子１００個の粒子径の平均値のことをさす。
【００５８】
本実施形態における多孔質体は、粒子径が５０ｎｍ超５００ｎｍ以下の球状粒子を含むと、多孔質体が高い圧縮強度と比較的低い熱伝導率を両立するため、好ましい。本実施形態において球状粒子とは、粒子断面の最大径と面積から求まる下記丸さの度合いが、１以上１．３以下である粒子のことを指す。
丸さの度合い＝｛π×（最大径／２）２／面積｝
【００５９】
粒子断面から最大径と面積は、例えば、画像解析ソフトのＡ像くん（商品名、旭化成エンジニアリング株式会社製）を使用して求めることができる。
【００６０】
丸さの度合いの平均値が１以上１．２８以下がより好ましく、１以上１．２６以下であると、さらに好ましく、１以上１．２４以下であると、成形用粉体の嵩密度が小さくなり、最も好ましい。
【００６１】
球状粒子として、好ましいのは、シリカヒュームである。
【００６２】
粒子径が５０ｎｍ超３００ｎｍ以下の球状粒子を含むと、多孔質体の嵩密度が小さくなる場合が多く、好ましい。粒子径が５０ｎｍ超２００ｎｍ以下の球状粒子を含むと、成形用粉体の嵩密度が大きくなり、成形が容易となることから、より好ましい。
【００６３】
また、平均粒子径が５０ｎｍ超３００ｎｍ以下の球状粒子を用いると、多孔質体の嵩密度が小さくなる場合が多く、好ましい。平均粒子径が５０ｎｍ超２００ｎｍ以下の球状粒子を用いると、成形用粉体の嵩密度が大きくなり、成形が容易となることから、より好ましい。
【００６４】
本実施形態における多孔質体は、水浸漬後の圧縮強度変化が小さくなる観点から、圧縮率が０〜５％の範囲における最大応力が３ＭＰａ以上であることが好ましい。より好ましくは、４ＭＰａ以上である。圧縮率が０〜５％の範囲における最大応力の上限は特に限定されないが、断熱性能の観点から２０ＭＰａ以下が妥当である。
【００６５】
多孔質体に圧縮強度を付与する方法としては、例えば、本実施形態における原料粉体を、成形後焼成することがあげられる。ＮａやＫの含有量が高いほど、焼成により圧縮強度が発現しやすいが、９００℃を超える温度にさらされた際に、断熱性能の変化が大きくなる。ＮａやＫの含有量が高いほど、アルミナの含有量を増やすと、断熱性能の変化が小さくなるため、好ましい。
【００６６】
圧縮率は、圧縮強度測定時のサンプル厚み、すなわちサンプルの圧縮方向長さに対するストローク（押し込み距離）から算出することが可能である。例えば、成形体を１ｃｍ×１ｃｍ×１ｃｍの立方体形状にしたサンプルを用いて圧縮強度を測定する場合、ストロークが０．５ｍｍとなる状態を圧縮率が５％であると定義する。圧縮率は、下記数式（１）で算出される。
圧縮率＝１００×ストローク（押し込み距離）／サンプルの圧縮方向長さ      （１）
【００６７】
圧縮強度測定時に描かれる荷重−圧縮率曲線のパターンは、特に限定されない。すなわち、上記圧縮率が０〜５％の範囲において、サンプルである成形体が崩壊し明確な破壊点を示しても、崩壊しなくてもかまわない。圧縮率が０〜５％の範囲においてサンプルである成形体が崩壊し破壊点を示す場合、その成形体の最大応力は破壊点における応力と定義し、圧縮強度と等しくなる。その破壊点における応力が３ＭＰａ以上であることが好ましく、４ＭＰａ以上であることがより好ましい。サンプルが崩壊しない場合は、圧縮率が０〜５％の範囲で示す最大応力の値を使用して評価する。
【００６８】
圧縮強度は、ＪＩＳＲ１６０８に準拠して測定する。但し、全て規格どおりとするのではなく、試料の形状等については、多孔質体を１辺の長さが厚みに等しい立方体に加工し、加圧板は使用せずに測定を実施する。規格では±０．１ｍｍの精度を要するとされているが、必ずしもこの程度の精度は必要とされない。試料の形状を変更しているので、圧縮強度の計算も規格どおりではなく、測定値から下記数式（２）によって算出する。
σ＝Ｆｍａｘ／Ａ０      （２）
【００６９】
ここで、σは試料とした多孔質体の圧縮強度（ＭＰａ）、Ｆｍａｘは記録された最大荷重（Ｎ）、Ａ０は測定前の試料の断面積（ｍｍ２）である。圧縮率が０〜５％の範囲においてサンプルである成形体が崩壊し破壊点を示す場合、すなわちＦｍａｘを得られる場合、圧縮強度は上記式（２）に従って算出される。一方、サンプルが崩壊しない場合は、圧縮率が０〜５％の範囲で示す最大荷重の値、すなわち圧縮率が５％における荷重の値を上記式（２）のＦｍａｘに代入して算出し、圧縮強度とする。
【００７０】
本実施形態における多孔質体は、赤外線不透明化材を含んでもよい。赤外線不透明化材とは、赤外線を反射、散乱又は吸収する材料を指す。多孔質体に赤外線不透明化材が混合されていると、輻射による伝熱が抑制されるため、特に２００℃以上の高い温度領域での断熱性能が高くなる。赤外線不透明化材は、赤外線不透明化材からなる赤外線不透明化粒子として含まれることが好ましい。
【００７１】
赤外線不透明化材の例として、酸化ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム、二酸化チタン、鉄チタン酸化物、酸化鉄、酸化銅、炭化ケイ素、金鉱石、二酸化クロム、二酸化マンガン、グラファイトなどの炭素質物質、炭素繊維、スピネル顔料、アルミニウムの粒子、ステンレス鋼の粒子、青銅の粒子、銅／亜鉛合金の粒子、銅／クロム合金の粒子を挙げることができる。従来、赤外線不透明物質として知られる上記の金属粒子又は非金属粒子を、単独で用いてもよく、２種類以上を併用してもよい。
【００７２】
赤外線不透明化材としては、特に、酸化ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム、二酸化チタン又は炭化ケイ素が好ましい。赤外線不透明化材の組成はＦＥ−ＳＥＭ  ＥＤＸにより求められる。
【００７３】
赤外線不透明化粒子の平均粒子径は、２００℃以上での断熱性能の観点で０．５μｍ以上が好ましく、固体伝導の抑制による２００℃未満での断熱性能の観点で３０μｍ以下であることが好ましい。シリカ粒子やアルミナの粒子との混合の容易さの観点で、赤外線不透明化粒子の平均粒子径は、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることがより好ましく、０．５μｍ以上５μｍ以下であることがさらに好ましい。
【００７４】
多孔質体中の赤外線不透明化材の含有率は、０質量％超５０質量％以下であることが好ましい。赤外線不透明化材の含有率が５０質量％より大きいと、固体伝導による伝熱が大きいため、２００℃未満での断熱性能が低い傾向がある。２００℃以上での断熱性能を向上させるためには、赤外線不透明化材の含有率は、５質量％以上３０質量％以下がより好ましく、１０質量％以上３０質量％以下がさらに好ましい。
【００７５】
本実施形態における多孔質体は、無機繊維を含有しても良い。無機繊維を多孔質体の原料粉体が含有すると、原料粉体を加圧成形した成形体に曲げ強度が付与され、ハンドリングが容易となり、生産性の点で好ましい。
【００７６】
本実施形態において、無機繊維とは平均太さに対する無機繊維の平均長さの比（アスペクト比）が１０以上であるものを指す。多孔質体を成形する場合、小さい圧力で成形を可能とし、多孔質体の生産性を向上させる観点から、アスペクト比は５０以上がより好ましく、多孔質体の曲げ強度の観点から１００以上がさらに好ましい。無機繊維のアスペクト比は、ＦＥ−ＳＥＭにより測定した無機繊維１００本の太さ及び長さの平均値から求めることができる。無機繊維は多孔質体中で単分散していることが好ましいが、無機繊維が互いに絡まった状態や、複数の無機繊維が同一方向で揃った束の状態で混合されていてもかまわない。また、単分散状態において、無機繊維の向きが同一方向で揃った状態であってもかまわないが、熱伝導率を小さくする観点から、無機繊維は、伝熱方向に対して垂直方向に配向していることが好ましい。無機繊維を伝熱方向に対して垂直に配向させる方法は特に限定されないが、例えば、成形型に多孔質体の原料である粉体を充填する場合、充填箇所へ高所から粉体を落下させて充填することにより、無機繊維が伝熱方向に対して垂直に配向しやすい傾向がある。加圧成形する場合、例えば伝熱方向と同じ方向で加圧することにより、伝熱方向に配向していた無機繊維を、伝熱方向に対して垂直方向へ配向させやすい。
【００７７】
無機繊維の例を示すと、ガラス長繊維（フィラメント）（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｂ２Ｏ３−ＣａＯ）、グラスファイバー、グラスウール（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＣａＯ−Ｎａ２Ｏ）、耐アルカリガラス繊維（ＳｉＯ２−ＺｒＯ２−ＣａＯ−Ｎａ２Ｏ）、ロックウール（バサルトウール）（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−Ｆｅ２Ｏ３−ＭｇＯ−ＣａＯ）、スラグウール（ＳｉＯ２−Ａｌ２Ｏ３−ＭｇＯ−ＣａＯ）、セラミックファイバー（ムライト繊維）（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２）、シリカ繊維（ＳｉＯ２）、アルミナ繊維（Ａｌ２Ｏ３−ＳｉＯ２）、チタン酸カリウム繊維、アルミナウィスカー、炭化ケイ素ウィスカー、窒化ケイ素ウィスカー、炭酸カルシウムウィスカー、塩基性硫酸マグネシウムウィスカー、硫酸カルシウムウィスカー（セッコウ繊維）、酸化亜鉛ウィスカー、ジルコニア繊維、炭素繊維、黒鉛ウィスカー、フォスフェート繊維、ＡＥＳ（Ａｌｋａｌｉｎｅ  Ｅａｒｔｈ  Ｓｉｌｉｃａｔｅ）ファイバー（ＳｉＯ２−ＣａＯ−ＭｇＯ）、天然鉱物のウォラストナイト、セピオライト、アタパルジャイト、ブルーサイトを挙げることができる。
【００７８】
無機繊維としては、特にアルミナ繊維、グラスファイバーが、繊維の耐熱性の観点から、好ましい。
【００７９】
無機繊維の平均太さは飛散を防ぐ観点で３μｍ以上が好ましく、固体伝導による伝熱を押さえる観点で２０μｍ以下であることが好ましい。無機繊維の平均太さは、ＦＥ−ＳＥＭにより無機繊維１００本の太さを求めて、これを平均して求めることができる。
【００８０】
十分な曲げ強度を得る観点から、多孔質体中の無機繊維の含有率は、０質量％超１０質量％以下が好ましい。繊維含有量が１０質量％を超えると、繊維が絡み合いダマを形成し、多孔質体に欠陥が発生することが多い。繊維の添加量は、０質量％超５質量％以下であると、混合が容易となり、より好ましい。繊維の含有量は、多孔質体の粉体原料から繊維を分級し、求めることができる。
【００８１】
本実施形態における多孔質体は、３０℃における熱伝導率が、０．０４Ｗ／ｍ・Ｋ以上０．１５Ｗ／ｍ・Ｋであることが、断熱性能の観点から好ましい。熱伝導率が０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ超０．１５Ｗ／ｍ・Ｋ以下であると、圧縮強度が高くなり、より好ましい。熱伝導率が０．０５Ｗ／ｍ・Ｋ超０．１２Ｗ／ｍ・Ｋ以下であると、９００℃を超える温度にさらされた後も、高い断熱性能を有しているため、さらに好ましい。３０℃における熱伝導率は、ＪＩＳＡ１４１２−２の方法に従い、例えばヒートフローメーター  ＨＦＭ  ４３６  Ｌａｍｂｄａ（商品名、ＮＥＴＺＳＣＨ社製）などの熱流計法の測定装置を使用して、一辺が２５ｃｍ以上３０ｃｍ以下の正方形の試料から、測定する。測定の前には、３０ｃｍ角のＮＩＳＴ  ＳＲＭ  １４５０ｃ校正用標準板を使用して、高温側と低温側の温度差が２０℃の条件において、２０、２４、３０、４０、５０、６０℃で予め校正を実施した後、測定する。
【００８２】
本実施形態における多孔質体は、８００℃における熱伝導率が、０．３０／ｍ・Ｋ以下であることが、断熱性能の観点から好ましい。８００℃における熱伝導率が、０．２５／ｍ・Ｋ以下であると、９００℃を超える温度にさらされた後も、高い断熱性能を有しているため、より好ましい。８００℃における熱伝導率は、ＪＩＳ  Ａ  １４２１−１の方法に準拠して測定する。直径が２５ｃｍ以上３０ｃｍ以下の、厚みが等しい円板状の多孔質体２枚を測定試料とし、測定装置として、例えば保護熱板法熱伝導率測定装置（英弘精機株式会社製）などの保護熱板法の測定装置を使用する。
【００８３】
以下、本実施形態における多孔質体の製造方法について説明する。
【００８４】
本実施形態における多孔質体は、シリカ粒子と、元素Ａとして例えばＮａおよび／またはＫと、アルカリ捕集材粒子として例えばアルミナ粒子と、を含む原料粉体を、成形した後、加熱することにより製造される。原料粉体に、赤外線不透明化材や無機繊維を添加し、成形、加熱することにより製造しても良い。
【００８５】
原料粉体は、前述のシリカ粒子、Ｎａおよび／またはＫ、アルミナ粒子を、それぞれ含む粒子からなる粉体を、混合して調製する。Ｎａおよび／またはＫは、酸化物や水酸化物として粉体の形で添加しても良いし、水酸化物などの水溶液として添加しても良いが、これらを含むシリカの粒子からなる粉体を混合し、原料粉体に含めることが、生産性の観点から、好ましい。
【００８６】
例えば、シリカ粒子は、酸性又はアルカリ性の条件下での湿式法により、ケイ酸イオンを縮合して製造された粒子でもよい。シリカ粒子は、湿式法でアルコキシシランを加水分解・縮合したものでもよいし、湿式法で製造されたシリカ成分を焼成したものでもよいし、塩化物などケイ素の化合物を気相で燃焼して製造したものでもよい。シリカ粒子は、ケイ素金属やケイ素を含む原料を加熱して得られたケイ素ガスを酸化・燃焼して製造されたものでもよい。シリカ粒子は、ケイ石などを溶融して製造されたものでもよい。
【００８７】
例えば、Ｎａおよび／またはＫを含むシリカ粒子は、アルカリ性の条件下での湿式法により、ケイ酸イオンを縮合して製造された粒子でもよいし、Ｎａおよび／またはＫを含むケイ素ガスから得られるシリカヒュームでもよい。
【００８８】
例えば、アルミナ粒子は、可溶性のアルミニウム塩の水溶液から水酸化アルミニウムを沈殿させて濾過し、それを強熱して得られたものでもよい。アルミナ粒子は、ギブス石又はベーマイトを原料として水酸化ナトリウムで処理し、アルミン酸ナトリウムを製造する原理に基づくバイヤー法で得られるものでもよいし、ギブス石、ベーマイト、ダイアスポア、粘土、ミョウバン石などを硫酸、硝酸などで処理をしてアルミニウム塩を純化し、アンモニアによる沈殿法または熱分解法で酸基を分離し、焼成して得られるものでもよい。
【００８９】
例えば、アルミナ粒子として用いるアルミナセメントは、アルミナやボーキサイトを石灰石と調合、溶融した後に冷却、粉砕したものを用いることができる。
【００９０】
シリカ粒子やアルミナ粒子は、不純物成分を含有してもよく、その例として上記の製法において原料中に不純物として存在する成分が挙げられる。不純物成分を、シリカ粒子やアルミナ粒子の製造プロセス中に添加してもよい。
【００９１】
公知のシリカ粒子の製法には以下のものがある。
＜湿式法で合成されるシリカ粒子＞
ケイ酸ナトリウムを原料に酸性で作られるゲル法シリカ。
ケイ酸ナトリウムを原料にアルカリ性で作られる沈降法シリカ。
アルコキシシランの加水分解・縮合で合成されるシリカ。
＜乾式法で合成されるシリカ粒子＞
ケイ素の塩化物を燃焼して作られるヒュームドシリカ。
金属を高温で気化、酸化させて得られるシリカ。
フェロシリコン製造時などに副生するシリカヒューム。
アーク法やプラズマ法で製造されるシリカ。
粉砕したシリカ粉末を火炎中で溶融・球状化する溶融シリカ。
【００９２】
上記のシリカのうち、ヒュームドシリカとシリカヒュームを用いることが、好ましい。シリカ粒子は、２種類以上を混合しても良い。
【００９３】
アルミナ粒子の公知の製法には以下のものがある。
酸法で得られるアルミナ。
バイヤー法（アルカリ法）で得られるアルミナ。
バイヤー法で作られた仮焼アルミナを造粒、乾燥、焼成して得られる焼結アルミナ。
原料を電気炉で溶融後結晶固化して得られる電融アルミナ。
バイヤー法で作られた仮焼アルミナを原料にする白色電融アルミナ。
ボーキサイトを主原料にする褐色電融アルミナ。
金属を高温で気化、酸化させて得られるアルミナ。
【００９４】
上記のアルミナのうち、バイヤー法で得られるアルミナおよび仮焼アルミナ、焼結アルミナを用いることが、好ましい。アルミナ粒子は、２種類以上を混合しても良い。
【００９５】
前述のシリカ粒子、Ｎａおよび／またはＫ、アルミナ粒子を含む原料粉体は、それぞれを含む粒子からなる粉体を、均一に混合した後、多孔質体を製造することが、多孔質体の性能が均一化するため、好ましい。
【００９６】
混合には、公知の粉体混合機、例えば、改訂六版  化学工学便覧（丸善）に掲載されているものを使用して混合することができる。公知の粉体混合機としては、容器回転型（容器自体が回転、振動、揺動する）として水平円筒型、Ｖ型（攪拌羽根が付いていてもよい）、ダブルコーン型、立方体型及び揺動回転型、機械撹拌型（容器は固定され、羽根などで撹拌する）として、単軸リボン型、複軸パドル型、回転鋤型、二軸遊星攪拌型、円錐スクリュー型、高速撹拌型、回転円盤型、ローラー付き回転容器型、撹拌付き回転容器型、高速楕円ローター型、流動撹拌型（空気、ガスによって撹拌する）として、気流撹拌型、重力による無撹拌型が挙げられる。これらの混合機を組み合わせて使用してもよい。
【００９７】
また、混合には、粉砕機として公知のもの、例えば、改訂六版  化学工学便覧（丸善）に掲載されているものを使用して、粒子を粉砕したり、無機繊維を裁断したり、粒子や無機繊維の分散性を向上させながら行ってもよい。公知の粉砕機としては、ロールミル（高圧圧縮ロールミル、ロール回転ミル）、スタンプミル、エッジランナー（フレットミル、チリアンミル）、切断・せん断ミル（カッターミルなど）、ロッドミル、自生粉砕機（エロフォールミル、カスケードミルなど）、竪型ローラーミル（リングローラーミル、ローラーレスミル、ボールレースミル）、高速回転ミル（ハンマーミル、ケージミル、ディスインテグレーター、スクリーンミル、ディスクピンミル）、分級機内蔵型高速回転ミル（固定衝撃板型ミル、ターボ型ミル、遠心分級型ミル、アニュラー型ミル）、容器駆動媒体ミル（転動ボールミル（ポットミル、チューブミル、コニカルミル）、振動ボールミル（円形振動ミル、旋動振動ミル、遠心ミル）、遊星ミル、遠心流動化ミル）、媒体撹拌式ミル（塔式粉砕機、撹拌槽式ミル、横型流通槽式ミル、竪型流通槽式ミル、アニュラーミル）、気流式粉砕機（気流吸込型、ノズル内通過型、衝突型、流動層ジェット吹込型）、圧密せん断ミル（高速遠心ローラーミル、インナーピース式）、乳鉢、石臼などが挙げられる。これらの粉砕機を組み合わせて使用してもよい。
【００９８】
これらの混合機と粉砕機のうち、粉体の混合には、高速回転ミル、分級機内蔵型高速回転ミル、気流式粉砕機（気流吸込型、ノズル内通過型、衝突型、流動層ジェット吹込型）、が好ましく、無機繊維の混合には、撹拌羽根を有する粉体混合機が好ましい。無機繊維の混合装置は、チョッパーと呼ばれる、繊維を解繊する高速の回転羽根を備えていることが、好ましい。粒子や無機繊維の分散性を向上させるには、撹拌羽根、回転板、ハンマープレート、ブレード、ピン等の先端の周速を１００ｋｍ／ｈ以上にするのが好ましく、２００ｋｍ／ｈ以上がより好ましく、３００ｋｍ／ｈ以上がさらに好ましい。
【００９９】
本実施形態における多孔質体は、原料である粉体を加圧成形し、加熱して得ることができ、成形工程においては、加圧処理と加熱処理を、（ａ）同時に行ってもよいし、（ｂ）加圧処理の後に加熱処理を行ってもよい。すなわち、（ａ）無機混合物を充填（収容）した金型（成形型）を加熱しながら加圧する方法でもよいし、（ｂ）無機混合物を充填した状態で金型を加圧することにより無機混合物を成形した後、得られた多孔質体を金型から取り出すか金型に入れたままの状態で加熱する方法でもよい。生産性の観点から、加圧処理後に加熱することが好ましい。
【０１００】
加圧成形方法としては、金型プレス成形法（ラム式加圧成形法）、ラバープレス法（静水圧成形法）、押出成形法など、従来から知られるセラミックス加圧成形法によって成形することができる。生産性の観点から、金型プレス成形法が好ましい。
【０１０１】
金型プレス成形法やラバープレス法で粉体状の多孔質体を型に充填するときには、粉体状の多孔質体に振動を与えるなどして、均一に充填することが、成形体の厚みが均一となるため、好ましい。型内を減圧・脱気しながら粉体状の多孔質体を型に充填し、成形すると、短時間で充填および成形できるため、生産性の観点から好ましい。
【０１０２】
得られる成形体の嵩密度は、０．３５ｇ／ｃｍ３以上０．８０ｇ／ｃｍ３以下になるように設定するのが好ましい。嵩密度が０．３５ｇ／ｃｍ３未満では、成形体の強度が不十分であり、０．８０ｇ／ｃｍ３を超えると、断熱性能が不十分となる。成形体の嵩密度は、０．３５ｇ／ｃｍ３以上０．７０ｇ／ｃｍ３以下であると、断熱性能の点からより好ましく、０．４０ｇ／ｃｍ３以上０．７０ｇ／ｃｍ３以下であると、焼成時の体積収縮が小さくなり、さらに好ましい。
【０１０３】
原料である成形用粉体の嵩密度は、０．０３ｇ／ｃｍ３以上０．３５ｇ／ｃｍ３以下が好ましい。成形用粉体の嵩密度が０．０３ｇ／ｃｍ３未満であると、粉体の体積が大きく、例えば加圧成形に必要な装置が大型化する傾向がある上、著しく飛散、凝集しやすくなる傾向があるため好ましくない。このような観点から、成形用粉体の嵩密度は、より好ましくは、０．０５ｇ／ｃｍ３以上０．３５ｇ／ｃｍ３以下である。
【０１０４】
本実施形態における多孔質体は、原料の粉体を加圧成形したものを、９００℃以上の温度で加熱処理されて製造される。具体的には９００℃以上１３００℃以下が好ましく、１０００℃以上１３００℃以下であると、加熱処理時間が短くなり好ましく、１０００℃以上１２５０℃以下であると、焼成条件の変動による多孔質体の断熱性能のばらつきが小さくなり、より好ましい。
【０１０５】
多孔質体の加熱処理の雰囲気は、空気中（又は大気中）、酸化性雰囲気中（酸素、オゾン、窒素酸化物、二酸化炭素、過酸化水素、次亜塩素酸、無機・有機過酸化物等）、及び不活性ガス雰囲気中（ヘリウム、アルゴン、窒素等）が挙げられる。雰囲気中に水蒸気を添加してもよい。加熱処理時間は、加熱処理温度及び多孔質体の量に応じて適宜選択すればよい。
【０１０６】
加熱処理は、上記多孔質体を使用する箇所に設置した後に施してもよいし、設置や施工前の多孔質体に予め施してもよいが、設置や施工前に、多孔質体を加熱処理することが、断熱性能の安定の観点から、好ましい。
【０１０７】
加熱処理は、トンネル炉、プッシャー炉、ビームキルン、ローラーハースキルン等の連続炉の他、シャトルキルンに代表される単独炉といった加熱装置を使用してもよい。加熱方式としては、バーナー加熱方式や電気加熱方式を採用することができる。多孔質体の加熱処理において、加熱装置内の温度分布が小さいと、多孔質体が等方的に収縮し、変形がなくなるため、好ましい。
【０１０８】
本実施形態における多孔質体は、断熱材の他、吸音材、防音材、遮音材、反響防止材、消音材、研磨剤、触媒担体、吸着剤、芳香剤や殺菌剤などの薬剤を吸着する担体、脱臭剤、消臭剤、調湿材、充填剤、顔料等に好適に用いることもできる。
【０１０９】
本実施形態における多孔質体は、耐熱容器に貼着することで、容器内の温度を保持したり、容器内の熱が拡散したりするのを防ぐ等の目的で、断熱手段として好適に使用することが可能である。熱源と、それを収容する容器において、熱源と容器との間に介在するように多孔質体を設けると、熱源から容器への伝熱を抑制することも可能である。この場合、多孔質体を容器に嵌るような形状にしておく（例えば、容器が円筒状である場合に、容器の内径と同じ外径を有する円筒状に多孔質体を成形する）等すれば、必ずしも多孔質体を容器に貼着する必要はないが、多孔質体の安定性の観点で貼着は好ましい態様である。
【０１１０】
耐熱容器は特に限定されないが、例えば鉄鋼業の溶鉄容器、取鍋、タンディッシュ、トピードカー、ガラス製造用容器、溶解窯、ボイラ、鉄板ダクト、蒸気タンク、エンジンが挙げられる。本明細書中、「耐熱容器」は内部に収容可能な形状であればよく、サイズや可動性は限定されず、一般的に「炉」と称呼されるものも包含する概念である。従って、製鉄プラントで使用される鉄鋼用加熱炉、非鉄金属製造で使用される金属用熱処理炉、アルミ溶解炉、アルミ保持炉蓋、ガラス製造などの各種工業炉、カーボン焼成炉、ナフサ分解炉、陶磁器焼成炉、半導体の熱処理炉、ゴミ焼却炉、改質炉、窯炉、焼成炉、加熱炉、キルン等の各種炉の他、各種の塔又は槽、並びに熱交換器やタービンを構成する容器状のものも耐熱容器に含まれる。本実施形態の多孔質体は、耐圧性に優れるため、特に圧力がかかる箇所において好適に使用できる。
【０１１１】
貼着方法は特に限定されないが、バインダー及び／又は耐火物を介して貼着する方法が、施工の簡便さの観点から好ましい。バインダーには多孔質体を耐熱容器に固定する機能を有するものの他、耐熱容器及び／又は多孔質体の振動を吸収する機能や、多孔質体の目地を埋めて目地からの熱や耐熱容器の内容物（ガスを含む）の流出を抑える機能を有するものも包含される。
【０１１２】
バインダーとしては、例えばモルタル、接着剤、固着剤、接合剤が挙げられ、テープ、両面テープ、アクリル樹脂系粘着テープ等の各種テープもバインダーとして使用することが可能である。接着剤としては、例えばシリカ系接着剤、セラミック、セメント、はんだ、水ガラス（珪酸ナトリウム、珪酸ソーダ）等の無機系接着剤、有機系接着剤、アスファルト、アラビアガム、アルブミン、漆、膠、松やに等の天然系接着剤、アクリル樹脂系接着剤、アクリル樹脂嫌気性接着剤、α−オレフィン系接着剤、ウレタン樹脂系接着剤、エチレン−酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤、エポキシ樹脂系接着剤、エポキシ樹脂エマルジョン接着剤、酢酸ビニル樹脂エマルジョン接着剤、シアノアクリレート系接着剤、シリコーン系接着剤、水性高分子−イソシアネート系接着剤、フェノール樹脂系接着剤、変成シリコーン系接着剤、ポリイミド系接着剤、ポリ酢酸ビニル樹脂溶液系接着剤、ポリベンズイミダソール接着剤等の合成系接着剤等が挙げられる。
【０１１３】
耐火物には耐熱レンガ、耐火レンガ、不定形耐火物、耐火モルタル、耐火スタンプ材、耐火断熱レンガが含まれる。また一般的には断熱レンガに分類されるものであっても、耐火性を有するものであれば耐火物に含有される。耐火物は、酸性耐火物、中性耐火物、塩基性耐火物、非酸化物系耐火物、複合耐火物に分類することができる。酸性耐火物の例として、けい石質、溶融石英質、ろう石質、粘土質、高アルミナ質、ジルコン質、Ａ−Ｚ−Ｓ質、ジルコニア質の耐火物が挙げられる。中性耐火物の例としてはアルミナ質、クロミア質の耐火物が挙げられる。塩基性耐火物の例として、石灰質、ドロマイト質、マグネシア質、クロム・マグネシア質、スピネル質の耐火物が挙げられる。非酸化物系耐火物の種類としては、例えば炭素質、炭化珪素質、炭化珪素−黒鉛質、窒化珪素質の耐火物が挙げられる。複合耐火物の例としては、アルミナ・カーボン質、マグネシア・カーボン質、炭化珪素含有質の耐火物が挙げられる。
【０１１４】
本実施形態における多孔質体は、バインダーを介して耐熱容器に貼着してもよいし、耐火物を介して耐熱容器に貼着してもよいし、バインダー及び耐火物の両方を介して耐熱容器に貼着してもよい。耐火物を介して成形体及び／又は被包体を耐熱容器に貼着する態様は、断熱性に加えて耐熱性を要する用途に好適である。例えば、断熱対象の容器が熱源を内包しており、容器の外側に多孔質体を設けて断熱する場合、多孔質体と容器との間に耐火物が介在することによって、多孔質体が熱的に劣化するのを防ぎ、長期間断熱性能を維持させることが可能になる。もしくは、容器の内側に耐火物を設け、容器の外側に多孔質体を設けた形態であってもよい。そのため、多孔質体の交換回数を減少させ、交換作業のために当該耐熱容器を含む装置を停止する頻度を減少させることが出来るので、生産性の向上が見込まれる。他方、容器に収容された熱源からの熱を断熱する場合、容器の内側に多孔質体を設け、更にその内側に耐火物を設けると、熱源と多孔質体との間に耐火物が介在することになるので、多孔質体の劣化を防止しつつ耐熱容器への熱伝導を抑制できる。多孔質体及び／又は耐火物は、容器の全面を被覆する必要はなく、部分的であってもそれに応じた断熱及び／又は劣化防止の効果はある。ただし、その場合には、被覆されていない部分からの伝熱によって断熱等の効果が低減するので、それぞれが内面全体を被覆しているのが好ましい。容器の全面を被覆するために、多孔質体及び耐火物が容器と概略同じ形状であってよいが、それぞれの厚さは求める断熱及び／又は耐火性能に応じて適宜設定すればよい。
【０１１５】
この他、本実施形態における多孔質体の外側及び／又は内側に、本実施形態とは異なる多孔質体を挟んで耐熱容器に貼着してもかまわない。
【０１１６】
本実施形態における多孔質体は、ねじを使用して耐熱容器に貼着することが可能である。なお、ここでねじとはボルト、ナット、ビスも含む。本実施形態における多孔質体にハンドドリル等で穴あけ加工を施し、ねじ止めすることが可能である。バインダーや耐火物を介して貼着する場合に、さらにねじを使用してもかまわない。例えば、使用する多孔質体の面積及び／又は重量が大きい場合、接着剤の耐熱性能が不十分である場合、天井面への施工等にねじを使用すると、貼着が容易である傾向がある。また、貼着箇所が振動するような場合も、ねじ止めによる固定が有効である傾向がある。一方、多孔質体を貼着する箇所が曲面である場合はバインダーの使用が適している傾向があるが、多孔質体の種類、貼着する箇所の状況、貼着工程の内容に応じて、バインダー、耐火物、ねじを適宜選択すればよい。
【０１１７】
本実施形態における多孔質体は、筐体に収容することで、筐体内の温度を保持したり、筐体内の熱が拡散したり、筐体が外部の熱を取り込んだりするのを防ぐ等の目的で好適に使用することも可能である。筐体は特に限定されないが、例えば燃料電池ユニット、燃料電池のモジュール筐体、燃料電池の発電ユニット、ストーブ、湯沸かし器等が挙げられる。筐体に収容する方法は特に限定されず、筐体内に充填、配置させただけでもよいし、前述のようにバインダー及び／又は耐火物を介して、例えば筐体内壁に貼着したり、ねじを使用して貼着・固定したり、バインダー、耐火物、ねじを使用して貼着することで、筐体に収容することも可能である。
【０１１８】
多孔質体で耐熱容器や配管を覆う断熱方法は、耐熱容器や配管の内部温度を保持したり、逆にこれらに熱が入らないようにしたりするのに有効である。耐熱容器や配管を多孔質体で覆うには、耐熱容器や配管より一回り大きい形状に多孔質体を成形し、その中に耐熱容器や配管を嵌める方法を採ることが出来る。例えば、配管を覆うためには、当該配管より少し大きい半径の半円筒状の多孔質体を作製し、配管を覆うように嵌め合わせればよい。また針金等によって多孔質体を耐熱容器や配管の周りに固定してもよい。配管の断熱のために、細長い筒状の被包体を配管の周囲に巻く方法は簡便で有効である。
【０１１９】
次に、実施例および比較例によって、本発明を説明する。
【実施例】
【０１２０】
以下に実施例を示して、本発明をより詳細に説明するが、本発明は以下に記載の実施例によって制限されるものではない。
【０１２１】
以下の実施例及び比較例において、多孔質体の評価は、以下のとおりに行った。評価結果を表１に示す。
【０１２２】
（１）成形用粉体の嵩密度測定
１０ｃｍの高さから、スパチュラを使用して、１００ｍＬの試料容器に粉体を落下投入し、試料粉体充填終了後にすり切りヘラにてすり切り、重量を測定して、体積１００ｍＬで割り、嵩密度を計算した。試料充填時には、タッピングを行わなかった。
【０１２３】
（２）成形用粉体の付着性
成形用粉体１０ｇを、２０℃相対湿度１５％の雰囲気で２４時間静置後、蓋付き１Ｌステンレス容器に入れ、激しく２０回振とうし、１分後に蓋を開け、１８０度回転させ、内部の粉体を排出した。その際に、蓋内壁に粉体の付着が認められなければ○、認められれば×とした。
【０１２４】
（３）多孔質体嵩密度測定
縦約３０ｃｍ、横約３０ｃｍ、厚さ約２０ｍｍの多孔質体の寸法と重量を測定し、重量を体積で割ることにより、嵩密度を測定した。
【０１２５】
（４）ＳＥＭ−ＥＤＸ測定
多孔質体を一部切り出し、アルゴンイオンミリング装置（Ｅ−３５００、株式会社日立ハイテクノロジーズ製）を使用し、試料である多孔質体にＢＩＢ（ブロードイオンビーム）断面加工を施して、測定用断面を得た。この試料を試料台に積載し、オスミウムコーター（ＨＰＣ−１ＳＷ型、株式会社真空デバイス社製）を使用してＯｓコーティングを施して検鏡用試料とした。検鏡装置として、走査型電子顕微鏡（ＳＵ−７０、株式会社日立製作所製）を使用し、加速電圧５．０ｋＶの条件で測定断面を観察し、アルカリ捕集材粒子と思われる一粒子全体が、視野中心に観察できるように視野と倍率を調節した。エネルギー分散型Ｘ線分析装置検出器ＥＭＡＸ  Ｘ−Ｍａｘ（株式会社堀場製作所製）を使用して、アルカリ捕集材粒子を横断してアルカリおよびアルカリ土類金属のライン分析を行い、ライン上のＸ線強度プロファイルを求めた。加速電圧は１５．０ｋＶ、ワーキングディスタンスは１５ｍｍとした。範囲Ｓ（アルカリ捕集材粒子の表面から外側へ１０μｍ未満の範囲）及び範囲Ｔ（アルカリ捕集材粒子の表面から外側へ１０μｍ以上１１μｍ以下の範囲）において、アルカリまたはアルカリ土類金属のＸ線強度が、範囲Ｓ内で最大値を示し、最大値を示す位置を中心とする１μｍの範囲内の平均強度が、範囲Ｔの平均強度よりも１０％以上高かった場合、評価を○とした。１０％未満であった場合は評価を×とした。
【０１２６】
（５）固体Ａｌ−ＮＭＲ測定
多孔質体を乳鉢で粉砕した後、基準物質ＫＡｌ（ＳＯ４）２・１２Ｈ２Ｏのケミカルシフトを−０．２１ｐｐｍとして、固体Ａｌ−ＮＭＲ測定を実施した。得られた固体Ａｌ−ＮＭＲスペクトルにおいて、化学シフトが４０ｐｐｍ超６０ｐｐｍ未満の位置にピークを有した場合、評価を○とした。ピークを有しなかった場合は×とした。
【０１２７】
（６）３０℃の熱伝導率測定
縦約３０ｃｍ、横約３０ｃｍ、厚み約２０ｍｍの形状にした多孔質体を測定試料とし、３０℃での熱伝導率を、ヒートフローメーター  ＨＦＭ  ４３６  Ｌａｍｂｄａ（商品名、ＮＥＴＺＳＣＨ社製）を使用して熱伝導率を測定した。較正は、ＪＩＳＡ１４１２−２に従い、密度１６３．１２ｋｇ／ｍ３、厚さ２５．３２ｍｍのＮＩＳＴ  ＳＲＭ  １４５０ｃ校正用標準板を使用して、高温側と低温側の温度差が２０℃の条件において、１５、２０、２４、３０、４０、５０、６０、６５℃で予め実施した。
【０１２８】
（７）ＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの含有量測定
多孔質体１ｇと、結晶セルロース粉末のフナセルＩＩ粉末（商品名、フナコシ株式会社製）１ｇを、乳鉢で３０分間混合後、混合粉末２ｇを内径２５ｍｍ、厚さ５ｍｍ、幅３ｍｍの塩化ビニル製のリング内に充填し、プレス機により厚さ３ｍｍに加圧成形し、蛍光Ｘ線分析の測定試料とした。走査型蛍光Ｘ線分析装置ＺＳＸ  ＰｒｉｍｕｓＩＩ（商品名、株式会社リガク製）に、あらかじめフナセルＩＩ粉末を、組成Ｃ６Ｈ１０Ｏ５のフラックスとして化合物登録しておき、測定試料を全定性分析した後、試料モデルはバルク、成分形態は酸化物、フラックスはフナセルＩＩ粉末、希釈率は１を選択し、ＳＱＸ計算を実施して、多孔質体のＳｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、Ｎａ２Ｏ、Ｋ２Ｏの含有量を測定した。
【０１２９】
（８）圧縮強度の測定
多孔質体から１辺が多孔質体の厚みに等しい立方体を切り出して作成し、精密万能試験機オートグラフＡＧ−１００ＫＮ（株式会社島津製作所製）を使用して、圧縮度０〜５％における最大荷重を測定した。
【０１３０】
（９）裁断性
多孔質体から圧縮強度試験体を切り出す際に、裁断速度１ｃｍ／秒で裁断し、割れや欠けが発生しなかった場合には○、裁断速度を１ｃｍ／秒以下に調整して、割れや欠けが発生することなく裁断できた場合には△、裁断速度によらず、割れや欠けが発生した場合には×とした。
【０１３１】
（１０）水浸漬後の圧縮強度
多孔質体から、一辺の長さが厚みに等しい立方体を切り出し、水深が多孔質体の厚みの半分である、水の入った容器内に静かに入れ、立方体全体に水がしみこむまで待ち、その後容器内に水を加えて立方体全体を完全に水没させた。その後、立方体を取り出して１１０℃の循環温風乾燥機に１０時間入れ、十分に乾燥させた後に、前述の方法で圧縮強度を測定した。
【０１３２】
（１１）１０００℃１時間焼成後の熱伝導率測定
多孔質体を、さらに１０００℃１時間加熱した後、（６）と同様の方法により、熱伝導率を測定した。
【０１３３】
［実施例１］
平均粒子径が１４ｎｍのヒュームドシリカ２１．１質量％と、平均粒子径が１２０ｎｍの球状粒子でありＮａ２Ｏを０．０５質量％、Ｋ２Ｏを０．６３質量％含むシリカヒューム５２．６質量％と、ケイ酸ジルコニウム１５．８質量％と、αアルミナ１０．５質量％を、ハンマーミルで均一に混合し、混合粉体を得た。
【０１３４】
この混合粉体９９質量％と、平均繊維径が９μｍ、平均繊維長が３ｍｍ、耐熱温度が１０５０℃のグラスファイバー１質量％を、高速せん断ミキサーで混合し、実施例１の成形用粉体を得た。
【０１３５】
縦３０ｃｍ、横３０ｃｍ、厚み２ｃｍ、嵩密度が０．５０ｇ／ｃｍ３の成形体を得られるように、縦３０ｃｍ、横３０ｃｍの金型に実施例１の成形用粉体を９００ｇ充填し、加圧成形し、嵩密度が０．５０ｇ／ｃｍ３の成形体を得た。この成形体を１０００℃１時間焼成し、厚み１．８ｃｍ、嵩密度０．６２ｇ／ｃｍ３の、実施例１の多孔質体を得た。
【０１３６】
実施例１の嵩密度０．６２ｇ／ｃｍ３の多孔質体をさらに２枚調製し、裁断により直径２８ｃｍ、厚さ１．８ｃｍの２枚の円板状試料を作成した。保護熱板法熱伝導率測定装置（英弘精機株式会社製）により、８００℃での熱伝導率を測定したところ、０．１１５Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【０１３７】
なお、実施例１の多孔質体は、粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子と、粒子径が５０ｎｍ超５００ｎｍ以下の球状粒子とをいずれも含むものであった。
【０１３８】
また、図１及び図２は、実施例１の多孔質体に含まれるアルカリ捕集材粒子（アルミナ粒子）周辺における、ＳＥＭ−ＥＤＸによるライン分析結果を示す図である。図１では、図２のプロファイル結果をＳＥＭ写真中に重ねて示している。また、図２の上段はＡｌのＸ線強度プロファイルを示し、下段はＫのＸ線強度プロファイルを示す。これらの図に示すとおり、得られたアルカリまたはアルカリ土類金属のＸ線強度プロファイルにおいて、範囲Ｓ内で最大値を示し、最大値を示す位置を中心とする１μｍの範囲内の平均強度が、範囲Ｔの平均強度よりも１０％以上高かった。
【０１３９】
さらに、図３は、実施例１の多孔質体に対する、固体Ａｌ−ＮＭＲ測定結果を示す図である。同図に示すとおり、得られた固体Ａｌ−ＮＭＲスペクトルにおいて、化学シフトが４０ｐｐｍ超６０ｐｐｍ未満の位置にピークを有していた。
【０１４０】
［実施例２］
平均粒子径が１４ｎｍのヒュームドシリカ２１．０質量％と、ケイ酸ジルコニウム１５．８質量％と、αアルミナ６０．２質量％と、固形分濃度が１５質量％であり、固形分がＳｉＯ２を９６．３質量％、Ｎａ２Ｏを３．６７％含む５ｎｍシリカゾルの固形分３．０質量％を、あらかじめ高速せん断ミキサーで混合し乾燥した後、ハンマーミルで均一に混合し、混合粉体を得た。
【０１４１】
この混合粉体９９質量％と、平均繊維径が９μｍ、平均繊維長が３ｍｍ、耐熱温度が１０５０℃のグラスファイバー１質量％を、高速せん断ミキサーで混合し、実施例２の成形用粉体を得た。
【０１４２】
実施例１と同様の方法で、１０８０ｇの粉体から嵩密度０．６０ｇ／ｃｍ３の成形体を得た。この成形体を１０００℃１時間焼成し、厚み１．８ｃｍ、嵩密度０．７１ｇ／ｃｍ３の、実施例２の多孔質体を得た。
【０１４３】
［実施例３］
平均粒子径が１４ｎｍのヒュームドシリカ３６．８質量％と、平均粒子径が１２０ｎｍの球状粒子でありＮａ２Ｏを０．０５質量％、Ｋ２Ｏを０．６３質量％含むシリカヒューム３６．８質量％と、ケイ酸ジルコニウム１５．８質量％と、αアルミナ１０．６質量％を、ハンマーミルで均一に混合し、混合粉体を得た。
【０１４４】
この混合粉体９９質量％と、平均繊維径が９μｍ、平均繊維長が３ｍｍ、耐熱温度が１０５０℃のグラスファイバー１質量％を、高速せん断ミキサーで混合し、実施例３の成形用粉体を得た。
【０１４５】
実施例１と同様の方法で、９００ｇの粉体から嵩密度０．５０ｇ／ｃｍ３の成形体を得た。この成形体を９５０℃１時間焼成し、厚み１．９ｃｍ、嵩密度０．５４ｇ／ｃｍ３の、実施例３の多孔質体を得た。
【０１４６】
なお、実施例３の多孔質体は、粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子と、粒子径が５０ｎｍ超５００ｎｍ以下の球状粒子とをいずれも含むものであった。
【０１４７】
［実施例４］
平均粒子径が１４ｎｍのヒュームドシリカ２１．０質量％と、平均粒子径が１２０ｎｍの球状粒子でありＮａ２Ｏを０．０５質量％、Ｋ２Ｏを０．６３質量％含むシリカヒューム１０．５質量％と、平均粒子径が８０ｎｍの球状粒子であり、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏを含まないシリカヒューム４９．５質量％と、平均粒子径が１μｍのケイ酸ジルコニウム１５．８質量％と、平均粒子径が６００ｎｍのαアルミナ２．６質量％を、ハンマーミルで均一に混合し、混合粉体を得た。
【０１４８】
この混合粉体９９質量％と、平均繊維径が９μｍ、平均繊維長が３ｍｍ、耐熱温度が１０５０℃のグラスファイバー１質量％を、高速せん断ミキサーで混合し、実施例４の成形用粉体を得た。
【０１４９】
実施例１と同様の方法で、９００ｇの粉体から嵩密度０．５０ｇ／ｃｍ３の成形体を得た。この成形体を１０００℃１時間焼成し、厚み１．９ｃｍ、嵩密度０．５６ｇ／ｃｍ３の、実施例４の多孔質体を得た。
【０１５０】
なお、実施例４の多孔質体は、粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子と、粒子径が５０ｎｍ超５００ｎｍ以下の球状粒子とをいずれも含むものであった。
【０１５１】
［実施例５］
平均粒子径が１４ｎｍのヒュームドシリカ２１．１質量％と、平均粒子径が１８０ｎｍの球状粒子でありＮａ２Ｏを０．６３質量％、Ｋ２Ｏを０．９９質量％含むシリカヒューム５２．６質量％と、平均粒子径が１μｍのケイ酸ジルコニウム１５．８質量％と、平均粒子径が６００ｎｍのαアルミナ１０．５質量％を、ジェットミルで均一に混合し、混合粉体を得た。
【０１５２】
この混合粉体９７質量％と、平均繊維径が９μｍ、平均繊維長が３ｍｍ、耐熱温度が１０５０℃のグラスファイバー３質量％を、高速せん断ミキサーで混合し、実施例５の成形用粉体を得た。
【０１５３】
実施例１と同様の方法で、７０２ｇの粉体から嵩密度０．３９ｇ／ｃｍ３の成形体を得た。この成形体を１０００℃１時間焼成し、厚み１．５ｃｍ、嵩密度０．６８ｇ／ｃｍ３の、実施例５の多孔質体を得た。
【０１５４】
なお、実施例５の多孔質体は、粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子と、粒子径が５０ｎｍ超５００ｎｍ以下の球状粒子とをいずれも含むものであった。
【０１５５】
［実施例６］
平均粒子径が１４ｎｍのヒュームドシリカ２１．１質量％と、平均粒子径が１２０ｎｍの球状粒子でありＮａ２Ｏを０．０５質量％、Ｋ２Ｏを０．６３質量％含むシリカヒューム５２．６質量％と、平均粒子径が１μｍのケイ酸ジルコニウム１５．８質量％と、平均粒子径が１３ｎｍのヒュームドアルミナ１０．５質量％を、ハンマーミルで均一に混合し、混合粉体を得た。
【０１５６】
この混合粉体９９質量％と、平均繊維径が９μｍ、平均繊維長が３ｍｍ、耐熱温度が１０５０℃のグラスファイバー１質量％を、高速せん断ミキサーで混合し、実施例７の成形用粉体を得た。
【０１５７】
実施例１と同様の方法で、９１８ｇの粉体から嵩密度０．５１ｇ／ｃｍ３の成形体を得た。この成形体を１０００℃１時間焼成し、厚み１．８ｃｍ、嵩密度０．５７ｇ／ｃｍ３の、実施例６の多孔質体を得た。
【０１５８】
なお、実施例６の多孔質体は、粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子と、粒子径が５０ｎｍ超５００ｎｍ以下の球状粒子とをいずれも含むものであった。
【０１５９】
［実施例７］
平均粒子径が１４ｎｍのヒュームドシリカ２１．１質量％と、平均粒子径が１２０ｎｍの球状粒子でありＮａ２Ｏを０．０５質量％、Ｋ２Ｏを０．６３質量％含むシリカヒューム５２．６質量％と、平均粒子径が１μｍのケイ酸ジルコニウム１５．８質量％と、平均粒径が１４ｎｍのθアルミナ１０．５質量％を、ハンマーミルで均一に混合し、混合粉体を得た。
【０１６０】
この混合粉体９９質量％と、平均繊維径が９μｍ、平均繊維長が３ｍｍ、耐熱温度が１０５０℃のグラスファイバー１質量％を、高速せん断ミキサーで混合し、実施例７の成形用粉体を得た。
【０１６１】
実施例１と同様の方法で、９００ｇの粉体から嵩密度０．５０ｇ／ｃｍ３の成形体を得た。この成形体を１０００℃１時間焼成し、厚み１．８ｃｍ、嵩密度０．５８ｇ／ｃｍ３の、実施例７の多孔質体を得た。
【０１６２】
なお、実施例７の多孔質体は、粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子と、粒子径が５０ｎｍ超５００ｎｍ以下の球状粒子とをいずれも含むものであった。
【０１６３】
［実施例８］
実施例７において、θアルミナの代わりに、平均粒径が７ｎｍのγアルミナを用いた他は、同様にして、実施例８の成形用粉体を得た。
【０１６４】
実施例１と同様の方法で、９００ｇの粉体から嵩密度０．５０ｇ／ｃｍ３の成形体を得た。この成形体を１０００℃１時間焼成し、厚み１．８ｃｍ、嵩密度０．６０ｇ／ｃｍ３の、実施例８の多孔質体を得た。
【０１６５】
なお、実施例８の多孔質体は、粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子と、粒子径が５０ｎｍ超５００ｎｍ以下の球状粒子とをいずれも含むものであった。
【０１６６】
［実施例９］
平均粒子径が１２０ｎｍの球状粒子でありＮａ２Ｏを０．０５質量％、Ｋ２Ｏを０．６３質量％含むシリカヒューム１０．５質量％と、平均粒子径が８０ｎｍの球状粒子であり、Ｎａ２ＯとＫ２Ｏを含まないシリカヒューム７９．０質量％と、αアルミナ１０．５質量％を、ハンマーミルで均一に混合し、混合粉体を得た。
【０１６７】
この混合粉体９９質量％と、平均繊維径が９μｍ、平均繊維長が３ｍｍ、耐熱温度が１０５０℃のグラスファイバー１質量％を、高速せん断ミキサーで混合し、実施例９の成形用粉体を得た。
【０１６８】
実施例１と同様の方法で、１２６０ｇの粉体から嵩密度０．７０ｇ／ｃｍ３の成形体を得た。この成形体を１０００℃１時間焼成し、厚み１．８ｃｍ、嵩密度０．８５ｇ／ｃｍ３の、実施例９の多孔質体を得た。
【０１６９】
［実施例１０］
平均粒子径が１４ｎｍのヒュームドシリカ１０．５質量％と、平均粒子径が１２０ｎｍの球状粒子でありＮａ２Ｏを０．０５質量％、Ｋ２Ｏを０．６３質量％含むシリカヒューム５．３質量％と、αアルミナ８４．２質量％を、ハンマーミルで均一に混合し、混合粉体を得た。
【０１７０】
この混合粉体９９質量％と、平均繊維径が９μｍ、平均繊維長が３ｍｍ、耐熱温度が１０５０℃のグラスファイバー１質量％を、高速せん断ミキサーで混合し、実施例１０の成形用粉体を得た。
【０１７１】
実施例１と同様の方法で、１１７０ｇの粉体から嵩密度０．６５ｇ／ｃｍ３の成形体を得た。この成形体を１１００℃２時間焼成し、厚み１．９ｃｍ、嵩密度０．７３ｇ／ｃｍ３の、実施例１０の多孔質体を得た。
【０１７２】
なお、実施例１０の多孔質体は、粒子径が５ｎｍ以上５０ｎｍ以下の粒子と、粒子径が５０ｎｍ超５００ｎｍ以下の球状粒子とをいずれも含むものであった。
【０１７３】
［比較例１］
平均粒子径が１４ｎｍのヒュームドシリカ２１．１質量％と、平均粒子径が１５０ｎｍの球状粒子でありＮａ２Ｏを０．２３質量％、Ｋ２Ｏを０．４５質量％含むシリカヒューム６３．０質量％と、平均粒子径が１μｍのケイ酸ジルコニウム１５．９質量％を、ハンマーミルで均一に混合し、混合粉体を得た。
【０１７４】
この混合粉体９９質量％と、平均繊維径が９μｍ、平均繊維長が３ｍｍ、耐熱温度が１０５０℃のグラスファイバー１質量％を、高速せん断ミキサーで混合し、比較例１の成形用粉体を得た。
【０１７５】
実施例１と同様の方法で、９００ｇの粉体から嵩密度０．５０ｇ／ｃｍ３の成形体を得た。この成形体を９００℃５時間焼成し、厚み２．０ｃｍ、嵩密度０．５１ｇ／ｃｍ３の、比較例１の多孔質体を得た。
【０１７６】
［比較例２］
実施例１の成形用粉体を用いて、実施例１と同様の方法で、９１８ｇの粉体から嵩密度０．５１ｇ／ｃｍ３の成形体を成形し、８００℃１時間焼成して、厚み２．０ｃｍ、嵩密度が０．５１ｇ／ｃｍ３の、比較例２の多孔質体を得た。
【０１７７】
【表１】
2015221737.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図１】
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