(57)【要約】【課題】強度が高く断熱性に優れた断熱材を提供する。【解決手段】断熱材は、エアロゲル粒子１と、エアロゲル粒子１を接着する接着剤２と、熱融着性接着成分３ａが保護膜３ｂによりコーティングされた複合接着体３とを備える。エアロゲル粒子１は接着剤２により点状に接着されている。複合接着体３と、エアロゲル粒子１及び接着剤２から形成された断熱体４とが、一体化されている。複合接着体３はエアロゲル粒子１の間に点状に配置されていることが好ましい一態様である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エアロゲル粒子と、前記エアロゲル粒子を接着する接着剤と、熱融着性接着成分が保護膜によりコーティングされた複合接着体とを備え、
前記エアロゲル粒子は前記接着剤により点状に接着され、
前記複合接着体と、前記エアロゲル粒子及び前記接着剤から形成された断熱体とが、一体化されていることを特徴とする、断熱材。
【請求項２】
前記複合接着体は前記エアロゲル粒子の間に点状に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の断熱材。
【請求項３】
前記複合接着体は、繊維状の前記熱融着性接着成分が前記保護膜によりコーティングされた繊維で構成され、
前記繊維から不織布が形成され、
前記エアロゲル粒子は、前記不織布における前記繊維の間に配置されていることを特徴とする、請求項１に記載の断熱材。
【請求項４】
前記複合接着体は、繊維状の前記熱融着性接着成分が前記保護膜によりコーティングされた繊維で構成され、
前記繊維からシートが形成され、
１又は複数の前記断熱体と１又は複数の前記シートとが積層されていることを特徴とする、請求項１に記載の断熱材。
【請求項５】
エアロゲル粒子と、前記エアロゲル粒子を接着する粒状の接着剤と、熱融着性接着成分が保護膜によりコーティングされた粒状の複合接着体とを混合し、加熱加圧成形することにより、前記エアロゲル粒子を前記接着剤により点状に接着するとともに、前記複合接着体と、前記エアロゲル粒子及び前記接着剤から形成される断熱体とを一体化することを特徴とする、断熱材の製造方法。
【請求項６】
エアロゲル粒子と、前記エアロゲル粒子を接着する粒状の接着剤とを混合し、この混合物を、繊維状の熱融着性接着成分が保護膜によりコーティングされた繊維から形成された不織布に含ませ、加熱加圧成形することにより、前記不織布における前記繊維の間で、前記エアロゲル粒子を前記接着剤により点状に接着することを特徴とする、断熱材の製造方法。
【請求項７】
エアロゲル粒子と、前記エアロゲル粒子を接着する粒状の接着剤とを混合し、この混合物と、繊維状の熱融着性接着成分が保護膜によりコーティングされた繊維から形成されたシートとを重ね、加熱加圧成形することにより、前記エアロゲル粒子が前記接着剤により点状に接着された断熱体と、前記シートとを積層一体化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、エアロゲル粒子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、断熱性の高い素材として、エアロゲルが知られている。エアロゲルは、ゲルのネットワークを保持したまま、ゲル中の溶媒を除去したものであり、例えば、微細多孔質シリカの集合体によって構成される。エアロゲルは、空気の熱伝導率より小さいものが存在し、断熱材の材料としての利用価値が高い。特に、エアロゲルが粒子状になったエアロゲル粒子は、成形性に優れ、断熱材の原料として有用である（特許文献１、２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−９９３９３号公報
【特許文献２】特開２００３−４２３８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エアロゲル粒子を成形して成形体を作製する場合、エアロゲル粒子を固めるための接着剤が必要となる。エアロゲル粒子が接着剤で接着されることによって所望の形状の成形体が得られる。エアロゲル粒子の成形体においては、断熱性と強度とを両立して高めることが重要である。成形体の強度が低くなると、割れたり壊れたりしやすいものとなってしまう。成形体の強度を高めるために、接着剤を増加することが考えられるが、その場合、接着剤によってかえって断熱性が低下するおそれがある。接着剤を増加すると、接着剤が繋がって熱橋となり、熱が伝達しやすくなってしまうのである。しかし、断熱性を高めるために接着剤の量をできるだけ減らそうとすると、成形体の接着力が弱くなってしまう。そして、接着力が弱いと、成形体を加工した際には、接着していたエアロゲル粒子が加工部分以外で離れて、断熱材が欠けてしまうといった問題が発生し得る。
【０００５】
特許文献１では、エアロゲルなどの多孔性の粒体にバインダー成分の被膜を形成することで、成形体を得るのに必要なバインダー成分の添加量を減らし、断熱性を高めようとしている。しかしながら、この文献の方法では、粒体の周囲で連続的に繋がったバインダー被膜が、成形体の熱橋となり、断熱性を十分に向上できない場合がある。
【０００６】
また、特許文献２では、エアロゲル粒子を粉末のバインダーを用いて成形することにより、バインダーによる熱橋の形成を抑制し、断熱性と強度の両立を実現しようとしている。しかしながら、粉末のバインダーのみの接着ではエアロゲル粒子間の接着力が弱く、切断等の加工が行われた際には接着剤が剥離しやすくなり、端部の欠けが生じやすくなってしまう場合がある。
【０００７】
本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、加工時の強度が高く断熱性に優れた断熱材及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】
【０００８】
本発明の断熱材は、エアロゲル粒子と、前記エアロゲル粒子を接着する接着剤と、熱融着性接着成分が保護膜によりコーティングされた複合接着体とを備えている。前記エアロゲル粒子は前記接着剤により点状に接着されている。前記複合接着体と、前記エアロゲル粒子及び前記接着剤から形成された断熱体とが、一体化されている。
【０００９】
前記複合接着体は前記エアロゲル粒子の間に点状に配置されていることが、好ましい一態様である。
【００１０】
前記複合接着体は、繊維状の前記熱融着性接着成分が前記保護膜によりコーティングされた繊維で構成され、前記繊維から不織布が形成され、前記エアロゲル粒子は、前記不織布における前記繊維の間に配置されていることが好ましい一態様である。
【００１１】
前記複合接着体は、繊維状の前記熱融着性接着成分が前記保護膜によりコーティングされた繊維で構成され、前記繊維からシートが形成され、１又は複数の前記断熱体と１又は複数の前記シートとが積層されていることが好ましい一態様である。
【００１２】
本発明に係る断熱材の製造方法の一つは、エアロゲル粒子と、前記エアロゲル粒子を接着する粒状の接着剤と、熱融着性接着成分が保護膜によりコーティングされた粒状の複合接着体とを混合し、加熱加圧成形することにより、前記エアロゲル粒子を前記接着剤により点状に接着するとともに、前記複合接着体と、前記エアロゲル粒子及び前記接着剤から形成される断熱体とを一体化するものである。
【００１３】
本発明に係る断熱材の製造方法の一つは、エアロゲル粒子と、前記エアロゲル粒子を接着する粒状の接着剤とを混合し、この混合物を、繊維状の熱融着性接着成分が保護膜によりコーティングされた繊維から形成された不織布に含ませ、加熱加圧成形することにより、前記不織布における前記繊維の間で、前記エアロゲル粒子を前記接着剤により点状に接着するものである。
【００１４】
本発明に係る断熱材の製造方法の一つは、エアロゲル粒子と、前記エアロゲル粒子を接着する粒状の接着剤とを混合し、この混合物と、繊維状の熱融着性接着成分が保護膜によりコーティングされた繊維から形成されたシートとを重ね、加熱加圧成形することにより、前記エアロゲル粒子が前記接着剤により点状に接着された断熱体と、前記シートとを積層一体化するものである。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、エアロゲル粒子が点状に接着され、複合接着体と一体化されることにより、強度が高く断熱性に優れた断熱材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】図１は図１Ａ及び図１Ｂにより構成される。図１Ａは、断熱材の実施形態の一例を示す模式的な断面図である。図１Ｂは複合接着体の一例を示す模式的な断面図である。
【図２】図２は図２Ａ及び図２Ｂにより構成される。図２Ａは、断熱材の実施形態の一例を示す模式的な断面図である。図２Ｂは複合接着体の繊維の一例を示す説明図である。
【図３】図３は図３Ａ、図３Ｂ及び図３Ｃにより構成される。図３Ａは、断熱材の実施形態の一例を示す模式的な断面図である。図３Ｂは複合接着体の繊維で構成されるシートの一例を示す斜視図である。図３Ｃは複合接着体の繊維の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の断熱材は、エアロゲル粒子１と、エアロゲル粒子１を接着する接着剤２と、熱融着性接着成分３ａが保護膜３ｂによりコーティングされた複合接着体３とを備えている。断熱材では、エアロゲル粒子１は接着剤２により点状に接着されている。複合接着体３と、エアロゲル粒子１及び接着剤２から形成された断熱体４とが、一体化されている。この断熱材によれば、エアロゲル粒子１が点状に接着され、複合接着体３と一体化されることにより、強度が高く断熱性に優れた断熱材を得ることができる。
【００１８】
図１は、断熱材の第１実施形態を示している。この断熱材は、エアロゲル粒子１と、エアロゲル粒子１を接着する接着剤２と、熱融着性接着成分３ａが保護膜３ｂによりコーティングされた複合接着体３とを備えている。断熱材では、エアロゲル粒子１は接着剤２により点状に接着されている。複合接着体３と、エアロゲル粒子１及び接着剤２から形成された断熱体４とが、一体化されている。第１実施形態では、複合接着体３はエアロゲル粒子１の間に点状に配置されている。第１実施形態では、エアロゲル粒子１が点状に接着されるとともに、複合接着体３が点状に配置されることにより、複合接着体３を介して熱が伝達することが抑制される。そのため、断熱性を効果的に向上することができる。
【００１９】
図２は、断熱材の第２実施形態を示している。この断熱材は、エアロゲル粒子１と、エアロゲル粒子１を接着する接着剤２と、熱融着性接着成分３ａが保護膜３ｂによりコーティングされた複合接着体３とを備えている。断熱材では、エアロゲル粒子１は接着剤２により点状に接着されている。複合接着体３と、エアロゲル粒子１及び接着剤２から形成された断熱体４とが、一体化されている。第２実施形態では、複合接着体３は、繊維状の熱融着性接着成分３ａが保護膜３ｂによりコーティングされた繊維で構成されている。この繊維から不織布３０が形成されている。そして、エアロゲル粒子１は、不織布３０における繊維の間に配置されている。第２実施形態では、エアロゲル粒子１が、不織布３０の繊維の間に配置されることにより、不織布３０によってエアロゲル粒子１の接着を補強することができる。そのため、断熱材の強度を効果的に高めることができる。
【００２０】
図３は、断熱材の第３実施形態を示している。この断熱材は、エアロゲル粒子１と、エアロゲル粒子１を接着する接着剤２と、熱融着性接着成分３ａが保護膜３ｂによりコーティングされた複合接着体３とを備えている。断熱材では、エアロゲル粒子１は接着剤２により点状に接着されている。複合接着体３と、エアロゲル粒子１及び接着剤２から形成された断熱体４とが、一体化されている。第３実施形態では、複合接着体３は、繊維状の熱融着性接着成分３ａが保護膜３ｂによりコーティングされた繊維で構成されている。この繊維からシート３１が形成されている。そして、１又は複数の断熱体４と１又は複数のシート３１とが積層されている。第３実施形態では、エアロゲル粒子１が点状に接着された断熱体４が、複合接着体３の繊維を有するシート３１と積層されることで、断熱性を効果的に向上するとともに、強度を効果的に向上することができる。
【００２１】
以下、各実施形態の共通部分を説明し、その後、実施形態ごとにその好ましい態様を説明する。
【００２２】
断熱材は、エアロゲル粒子が接着剤で点状に接着されて形成された断熱体を有している。断熱体は、エアロゲル粒子と接着剤とを含む。
【００２３】
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。エアロゲル粒子は空気よりも熱伝導率が低い材料となり得る。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、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。
【００２４】
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。これらのエアロゲル粒子は、基本的に同じ構造を有している。シリカエアロゲル粒子は、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を有するものであってよい。
【００２５】
エアロゲル粒子は、アルコキシシランから形成され得る。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、アルコキシシランとして、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。
【００２６】
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。粒子化するために粉砕等を行った場合には、エアロゲル粒子の形状は不定形の形状となり得る。いわば表面がごつごつした岩状の粒子となる。もちろん、一定の形状を有するものであってもよい。例えば、球状やラグビーボール状などの粒子でもよい。また、楕円体であってもよい。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。エアロゲル粒子は、エアロゲルビーズとも呼ばれる。エアロゲル粒子は、ゴム性を有していてもよい。
【００２７】
エアロゲル粒子の大きさは、例えば、粒子の最長の長さが５０ｎｍ以上１０ｍｍ以下の範囲であってよい。ただし、強度、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少ない方が好ましい。特に小さすぎる粒子が多くなると、一般的な粉末接着剤で固めることが難しくなるおそれがある。固めるためには、粉末接着剤の添加量を増やせばよいが、接着剤の量が増えると、断熱材の断熱性能が低下してしまうおそれがある。したがって、エアロゲル粒子の最長の長さが１００μｍ以上２ｍｍ未満の範囲の粒子が多く存在する方が好ましい。
【００２８】
エアロゲル粒子としては、平均粒径が５００μｍ以上であるものを用いることが好ましい。それにより、断熱性を向上することができる。また、エアロゲル粒子の平均粒径が５００μｍを上回ると、一般的に市販されている粉末接着剤（例えば平均粒径３０μｍ程度）で固めることがより容易になる。さらに、エアロゲル粒子の平均粒径は５００μｍ以上５ｍｍ以下の範囲であることが好ましく、より好ましくは、５００μｍ以上１．５ｍｍ以下の範囲である。また、断熱材においては、断熱材内部に多くの空孔ができると熱伝導率を十分に低くすることができなくなって、断熱性の低下に繋がるおそれがある。空孔は、エアロゲル粒子間の隙間として形成され得る。この空孔の増加を抑制するためにはエアロゲル粒子の平均粒径が５００μｍ以上であることが有効である。空孔の増加を抑制するために、平均粒径が５００μｍ以上のエアロゲル粒子と、平均粒径が５００μｍ未満のエアロゲル粒子とを混合してもよい。その場合、平均粒径が５００μｍ未満のエアロゲル粒子の平均粒径は、平均粒径が５００μｍ以上のエアロゲル粒子の平均粒径の１／１００〜１／５などにすることができる。また、エアロゲル粒子全体における平均粒径が５００μｍ未満のエアロゲル粒子の含有量は、特に限定されるものではないが、例えば、０．０１〜５０質量％の範囲にすることができる。
【００２９】
接着剤は複数のエアロゲル粒子を点状に接着するものである。接着剤としては、熱伝導を少なくするという観点から、熱伝導率がより小さいものを用いるのが好ましい。また、接着剤は強度を高くするという観点から、接着強度がより大きいものを用いるのが好ましい。さらに、接着剤は、エアロゲル粒子の細孔の中に侵入していないことが好ましい。接着剤がエアロゲル粒子の細孔に侵入すると、エアロゲル粒子の熱伝導率が大きくなって断熱性が低下するおそれがある。例えば、疎水性のエアロゲル粒子を用い、接着剤を親水性にすると、エアロゲル粒子の細孔に接着剤が侵入することを抑制できる。
【００３０】
断熱材では、隣接するエアロゲル粒子は点状の接着剤を介して結合されている。接着剤は、連結して複数のエアロゲル粒子の間を線状に配置するようなことがなく、接着剤が分断されて点状になっていることが好ましい。接着剤は、例えば、ドット状に配置されていてもよい。接着剤は、例えば、島状に配置されていてもよい。エアロゲル粒子と接着剤とから断熱体が形成されている。
【００３１】
接着剤は、断熱材内において、点在していてよい。接着剤は、隣り合うエアロゲル粒子の間に配置される。断熱材では、複数のエアロゲル粒子が密集されて形成され得るが、その際、複数のエアロゲル粒子の間に隙間が形成される。接着剤は、複数のエアロゲル粒子の間の隙間に配置されるものであってよい。
【００３２】
接着剤は、略球形あるいは略半球形の状態でエアロゲル粒子の表面に付着しているものであってよい。接着剤の形状は適宜の形状であってよい。接着剤の断面形状は、例えば、円形、楕円形、多角形、などであってよい。もちろん、接着剤の断面形状は、不定形であってもよい。
【００３３】
接着剤の平均粒径はエアロゲル粒子の平均粒径よりも小さいことが好ましい。それにより、エアロゲル粒子を点状に接着しやすくなる。接着剤の平均粒径はエアロゲル粒子の平均粒径の半分以下であることがより好ましい。それにより、エアロゲル粒子を点状に接着しやすくすることができ、さらに接着剤による熱橋の形成を抑制することができる。接着剤の平均粒径とエアロゲル粒子の平均粒径との比率（接着剤／エアロゲル粒子）は、１／２００〜１／３であることが好ましい。それにより、断熱性と強度とを効果的に高めることができる。この場合の平均粒径は、断面積から真円換算した径で定義される。平均粒径は、Ｘ線ＣＴによって得られる接着剤とエアロゲル粒子の断面から求めることができる。例えば１００個の接着剤の粒径の平均値と、１００個のエアロゲル粒子の粒径の平均値を用いることができる。接着剤の平均粒径とエアロゲル粒子の平均粒径との比率（接着剤／エアロゲル粒子）は、１／１００〜１／１０であることがより好ましく、１／８０〜１／２０であることがさらに好ましい。
【００３４】
複数個の点状の接着剤は、互いに接触しないように、間隔を置いて配置されていることが好ましい。このとき、隣り合う点状の接着剤は、間隔を介して隣り合っていることになる。接着剤は離間して配置されているといってよい。接着剤が接触しないことにより、熱伝導のパスが生じにくくなるため、断熱性を高めることができる。
【００３５】
エアロゲル粒子の表面は、接着剤で覆われないことが好ましい。エアロゲル粒子の表面が接着剤で覆われると、エアロゲル粒子の細孔が塞がれるおそれがあるため、断熱性が低下するおそれがある。また、エアロゲル粒子の表面が接着剤で覆われると、熱伝導のパスができやすくなるおそれがある。
【００３６】
断熱材においては、複数のエアロゲル粒子が点状の接着剤で結合しており、隣接するエアロゲル粒子が点接触（点接続）により結合されている。そのため、接着剤を通じてのエアロゲル粒子間の熱の移動を少なくすることができる。それにより、接着剤によるエアロゲル粒子間の結合を高めながら断熱性の低下を少なくすることができる。なお、成形された断熱材における接着剤の部分は、エアロゲル粒子を接着させる接着機能が発揮された後のものであり、接着性を有していなくてもよいし、有していなくてもよい。成形後の接着剤の部分は、断熱体の接着部と呼んでもよい。
【００３７】
接着剤としては、接着性を有する適宜の接着剤を用いることができる。接着剤としては、熱硬化性接着剤、熱可塑性接着剤、光硬化性接着剤、紫外線硬化性接着剤などが例示される。接着剤の具体例としては、エチレン酢酸ビニル共重合体、ポリアミド、フェノール樹脂、メラミン樹脂などのホルムアルデヒド縮合物、ポリイミド、ポリベンズイミダゾール、シアナクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリエチレンワックス、嫌気性接着剤、湿分硬化シリコーン、光硬化系樹脂、紫外線硬化系樹脂、メタクリレート、２成分シリコーン、エポキシド樹脂、ポリウレタン、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂からなる群から選ばれるものが挙げられる。これらは単独で、又は複数種を混合して使用することができる。
【００３８】
接着剤の接着温度は、複合接着体の熱融着性接着成分の融着温度より高いことが好ましい。それにより、加工時に局所的に発生する熱により、熱融着性接着成分が接着性を発揮してエアロゲル粒子を再接着させる際、接着剤が再溶融することなどによるエアロゲル粒子に対する接着性低下を抑制することができる。接着剤の接着温度は、接着性を発現する温度と定義される。接着温度は、熱硬化性接着剤の場合は、硬化温度となる。接着温度は、熱可塑性接着剤の場合は、軟化する温度となる。接着剤の接着温度は、特に限定されるものではないが、例えば、６０〜２００℃の範囲内であってよい。なお、光硬化性樹脂（紫外線硬化樹脂を含む）の場合、光により硬化することが可能であるため、温度の依存性が少なく、比較的低温度で接着性を発現することが可能である。
【００３９】
断熱材においては、エアロゲル粒子１００質量部に対して、接着剤が１〜４０質量部含有されていることが好ましい。エアロゲル粒子と接着剤の含有割合は、接着剤の種類や断熱材の断熱性能と強度などを勘案して適宜設定されるものであるが、接着性及び断熱性の観点から、より好適な比率が設定され得る。そこで、例えば、１００質量部のエアロゲル粒子に対して、１〜４０質量部であることが好ましい。接着剤が少なくなるほど断熱材の熱伝導率が低くなるが強度が低下する傾向にあり、接着剤が多くなるほど断熱材の強度が高くなるが熱伝導率が増加する傾向にある。エアロゲル粒子１００質量部に対して、接着剤が５〜３０質量部含有されていることがより好ましく、１０〜２５質量部含有されていることがさらに好ましい。
【００４０】
接着剤は粒状であってよい。粒状の接着剤は、粉体の接着剤又は液滴の接着剤から形成され得る。
【００４１】
接着剤は、粉体の接着剤であることが好ましい一態様である。それにより、粉体の接着剤をエアロゲル粒子の間に配置することにより、容易にエアロゲル粒子を点状に接着することができる。そのため、効果的に熱橋を抑制することができる。
【００４２】
接着剤は、液体の接着剤が液滴の状態から固化したものであることが好ましい一態様である。例えば、エアロゲル粒子に混合される際に、スプレーなどによって液体の接着剤がミスト状にされると、液滴によって構成される粒状の接着剤が形成される。そして、ミスト状となった液体の接着剤が点状にエアロゲル粒子間に配置されることにより、点状にエアロゲル粒子を接着することができる。そのため、効果的に熱橋を抑制することができる。
【００４３】
断熱体は、エアロゲル粒子が接着剤で点状に接着されて形成された成形体として形成され得る。この断熱体は、エアロゲル粒子で構成されるため、熱伝導率が低く、断熱性が高い。また、エアロゲル粒子が点状となった接着剤により点接触して結合されているため、接着剤によって熱橋が形成されることが抑制される。
【００４４】
断熱材は、複合接着体を有している。複合接着体は、熱融着性接着成分が保護膜によりコーティングされた構造を有する。エアロゲル粒子が結合した断熱体は、接着剤で接着されているため強度が高められているが、点状の接着のため、加工時の強度が十分でなくなる場合があり得る。例えば、断熱体は、成形後に、切断されたり、穴あけされたりするなどして加工が行われることがあるが、その際、加工箇所において、欠けが発生するおそれがある。しかしながら、断熱材が複合接着体を有する場合、加工時において複合接着体が接着性を発現し、エアロゲル粒子を接着させることができる。そのため、欠けを抑制し、強度に優れ、加工性の高い断熱材を得ることができる。
【００４５】
複合接着体は、断熱材においてエアロゲル粒子を接着させていなくてよい。複合接着体は、断熱材の加工時に接着性を発現するものであってよい。もちろん、複合接着体は、エアロゲル粒子を接着し、さらに加工時に接着性を発現するものであってもよい。
【００４６】
複合接着体の接着性の発現について説明する。断熱材においては、切断等の加工が行われ得る。切断は丸ノコなど適宜の切断具によって行われる。このとき、複合接着体を有さないと、エアロゲル粒子の点接着箇所に力が加わるなどして、端部が欠けるなどの問題が生じ得る。それに対し、断熱材が複合接着体を有すると、切断時に保護膜が破壊されることにより、熱融着性接着成分がエアロゲル粒子の間で放散されてエアロゲル粒子に付着する。そして、局所的に発生する熱により、熱融着性接着成分が接着性を発揮してエアロゲル粒子を再接着させる。そのため、加工時における欠けを抑制し、加工性の高い断熱材を得ることができる。
【００４７】
複合接着体は、熱融着性接着成分と保護膜とを有する。熱融着性接着成分が核となり、その核を取り囲んで保護膜が配置される。保護膜の中に熱融着性接着成分が含まれた構造であってよい。保護膜は、熱融着性接着成分を成形時に保護する保護材として機能することができる。
【００４８】
熱融着性接着成分は、熱により融着して接着性を発揮する成分である。熱融着性接着成分は、その融着温度が、エアロゲル粒子を点状に接着する接着剤の接着温度より低いものを用いることが好ましい。それにより、加工時における接着性を高めることができる。熱融着性接着成分は保護膜でコーティングされているために、成形時においてエアロゲル粒子を接着剤で接着させる際にも、熱融着性接着成分を融着しないようにすることができる。熱融着性接着成分の融着温度は、具体的には、例えば、１００℃以下であることが好ましい。この場合、丸ノコなどによって切断する際に切断部付近で一時的に上昇する温度が約１００℃であるため、エアロゲル粒子の再接着を効果的に行うことができる。熱融着性接着成分の融着温度は８０℃以下であることがより好ましい。
【００４９】
熱融着性接着成分としては、例えば、ＥＶＡ、ポリプロピレンやポリエチレンなどのポリオレフィン、ポリアミド、ウレタンなどからなる群から選ばれるものを用いることができる。これらは単独であるいは２種以上が混合されて用いられてよい。熱融着性接着成分として、熱可塑性樹脂を用いるようにしてもよい。
【００５０】
保護膜は、熱融着性接着成分をコーティングしている。保護膜は被覆剤として機能する。保護膜は、熱融着性接着成分を保護する機能を有する。そのため、保護膜は、成形時の熱によって変性したり溶けたりしないものであることが好ましい。
【００５１】
保護膜としては、接着成分や樹脂や無機化合物などが例示される。無機化合物としては、シリケート等の珪酸系無機化合物、石こう等のカルシウム系無機化合物などが挙げられる。樹脂としては、熱硬化性樹脂、アクリル系樹脂、ポリ酢酸ビニル系樹脂、ニトリルゴム系樹脂などが挙げられる。
【００５２】
保護膜は、熱硬化性接着成分が硬化した膜であることが好ましい。それにより、熱融着性接着成分の保護性を高めることができる。また、熱融着性接着成分を容易に包み込んで保護することができる。熱硬化性接着成分の硬化温度は、エアロゲル粒子を点状に接着する接着剤の接着温度よりも高いことが好ましい。それにより、エアロゲル粒子の接着の際には、熱硬化性接着成分の保護膜に影響が与えられないようにして熱融着性接着成分を保護することができる。そのため、加工時に熱融着性接着成分の接着性を発現させることができる。熱硬化性接着成分の硬化温度は、特に限定されるものではないが、例えば、８０〜２５０℃の範囲内であってよい。熱硬化性樹接着成分で形成された保護膜は、断熱材の状態では硬化しており、断熱材が切断等の加工がされたときには、物理的破壊により中の熱融着性接着成分を出すことができる。
【００５３】
熱硬化性接着成分としては、フェノール樹脂、メラミン樹脂などのホルムアルデヒド縮合物、メタクリレート、２成分シリコーン、エポキシ樹脂、ポリウレタン、不飽和ポリエステル樹脂、ビニルエステル樹脂などからなる群から選ばれるものを用いることができる。これらは単独であるいは２種以上が混合されて用いられてよい。
【００５４】
断熱材は板状又はパネル状にすることができる。断熱材は、厚みが１〜１００ｍｍであることが好ましい。厚みがこの範囲であると、断熱性と強度の高い断熱材を得ることができる。断熱材の厚みは５〜５０ｍｍであることがより好ましい。
【００５５】
断熱材では、エアロゲル粒子が接着剤で点状に接着されて形成された断熱体と、複合接着剤とが一体化されている。この一体化の態様は、実施形態によって異なる。以下、実施形態ごとに説明する。
【００５６】
第１実施形態は、図１にその構造が例示されている。図１Ａでは、断熱材を割って破断した様子を模式的に示している。図１Ａにおいては、複合接着体３内の熱融着性接着成分３ａが破線で示されている。図１Ｂでは複合接着体３の断面が示されている。
【００５７】
図１Ａに示すように、第１実施形態では、複合接着体３はエアロゲル粒子１の間に点状に配置されている。複合接着体３は粒体によって構成されている。粒状の複合接着体３が、エアロゲル粒子１の隙間に配置されているといってもよい。断熱体４の隙間に複合接着体３が配置されることにより、断熱体４と複合接着体３とが一体化されている。
【００５８】
図１Ｂに示すように、複合接着体３は、熱融着性接着成分３ａが保護膜３ｂによりコーティングされた粒体で構成されている。熱融着性接着成分３ａの周囲に保護膜３ｂが配置されている。熱融着性接着成分３ａは、保護膜３ｂに包みこまれるものであってよい。保護膜３ｂは、好ましくは熱硬化性接着成分から形成される。図１では、複合接着体３は略球形で図示されている。複合接着体３の形状は適宜の形状であってよい。複合接着体３は、略球形以外にも、楕円体、ラグビーボール状、棒状などであってもよい。複合接着体３の断面形状は、例えば、円形、楕円形、多角形、などであってよい。もちろん、複合接着体３の断面形状は、不定形であってもよい。複合接着体３はカプセル構造を有するものであってよい。
【００５９】
複合接着体３は、エアロゲル粒子１の隙間において、固定されていることが好ましい。複合接着体３が固定されることにより、断熱材から複合接着体３がこぼれ落ちることが抑制される。複合接着体３は、エアロゲル粒子１に付着して固定されていてよい。複合接着体３は、接着剤２によって接着されて固定されていてもよいし、複合接着体３自体の接着性によって固定されていてもよい。複合接着体３が接着剤２によりエアロゲル粒子１に接着されていると、複合接着体３をより強く保持することができる。複合接着体３は、点接触してエアロゲル粒子１に付着していることが好ましい。それにより、複合接着体３が熱橋となることを抑制することができる。熱橋抑制のため、複合接着体３は離間していることが好ましい。
【００６０】
複合接着体３において、複合接着体３の直径に対する熱融着性接着成分３ａの直径の比は、特に限定されるものではないが、好ましくは次のようになる。複合接着体３の直径に対する熱融着性接着成分３ａの直径の比〔（熱融着性接着成分の直径）／（複合接着体の直径）〕は１／２〜１９／２０であることが好ましい。それにより、加工時の接着性を高めることができる。さらに、この比〔（熱融着性接着成分の直径）／（複合接着体の直径）〕は４／５〜９／１０がより好ましい。熱融着性接着成分３ａの直径は内径、複合接着体３の直径は外径と考えることができる。内径とは保護膜３ｂの内側の径であり、外径とは保護膜３ｂの外側の径である。
【００６１】
複合接着体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。それにより、複合接着体３による加工時の接着性を高めることができるとともに、熱橋の形成を抑制することができる。複合接着体３とエアロゲル粒子１の粒径比としては、粒径比〔（複合接着体の平均粒径）／（エアロゲル粒子の平均粒径）〕が１／２００〜１／３であることが好ましい。それにより、熱橋を抑制するとともに、加工時の接着性を高めることができる。平均粒径は、断面積から真円換算した径で定義されるものであってよい。この粒径比〔（複合接着体の平均粒径）／（エアロゲル粒子の平均粒径）〕は、１／１００〜１／１０がより好ましく、１／８０〜１／２０がさらに好ましい。
【００６２】
複合接着体３と接着剤２の粒径比としては、粒径比〔（複合接着体の平均粒径）／（接着剤の平均粒径）〕が１／１０〜１０／１であることが好ましい。それにより、断熱材の強度と、加工時の接着性とを効果的に高めることができる。この粒径比〔（複合接着体の平均粒径）／（接着剤の平均粒径）〕は、１／３〜３／１がより好ましく、１／２〜２／１がさらに好ましい。
【００６３】
断熱材において、複合接着体３は、１００質量部のエアロゲル粒子１に対して１〜４０質量部で含有されていることが好ましい。それにより、断熱性と加工強度とを効果的に向上することができる。複合接着体３は、１００質量部のエアロゲル粒子１に対して５〜３０質量部で含有されていることがより好ましい。
【００６４】
第１実施形態の断熱材は、次のように製造することができる。まず、エアロゲル粒子１と、エアロゲル粒子１を接着する粒状の接着剤２と、熱融着性接着成分３ａが保護膜３ｂによりコーティングされた粒状の複合接着体３とを混合する。複合接着体３においては、保護膜３ｂが熱硬化性接着成分から形成される場合は、熱硬化性接着成分は硬化していてよい。そして、この混合物を加熱加圧成形することにより、エアロゲル粒子１を接着剤２により点状に接着するとともに、複合接着体３と、エアロゲル粒子１及び接着剤２から形成される断熱体４とを一体化する。この方法では、成形前に混合することにより、エアロゲル粒子１と接着剤２との均一性を向上させることが可能になる。また、複合接着体３をより均一に断熱体４内に配置することが可能になる。また、加熱加圧成形を行うことにより、エアロゲル粒子１を点状に接着することができるとともに、断熱体４と複合接着体３とを容易に一体化することができる。
【００６５】
粒状の接着剤２としては、粉末状の接着剤２が好ましい一態様である。それにより、点状にエアロゲル粒子１を容易に接着することができる。粒状の接着剤２としては、液滴の接着剤２が好ましい他の一態様である。それにより、点状にエアロゲル粒子１を容易に接着することができる。液滴の接着剤２は、例えば、液体の接着剤２がスプレーなどでミスト化されることにより形成され得る。
【００６６】
粒状の複合接着体３としては、粉末状の複合接着体３が好ましい一態様である。それにより、点状に均一性高く、断熱体４内に複合接着体３を配置することができる。
【００６７】
上記の製造方法においては、成形温度は、熱融着性接着成分３ａの接着温度より高くてもよい。それにより、接着剤２の接着性をより確実に発揮させることが容易になる。
【００６８】
熱融着性接着成分３ａは保護膜３ｂによりコーティングされているため、成形時に熱融着性接着成分３ａがエアロゲル粒子１の間において付着してしまうことが抑制されている。そのため、切断などの加工時においては、熱融着性接着成分３ａが接着性を発揮し、断熱材の端部の欠けをより効果的に抑制することができる。成形温度は、例えば、８０〜２００℃の範囲であってよく、好ましくは、１００〜１９０℃の範囲であってよい。成形時間は、例えば、１〜６０分の範囲であってよく、好ましくは、５〜３０分の範囲であってよい。成形時の圧力は、０．１〜１０ＭＰａの範囲であってよく、好ましくは、０．５〜５ＭＰａの範囲であってよい。
【００６９】
第２実施形態は、図２にその構造が例示されている。図２Ａでは、断熱材を割って破断した様子を模式的に示している。図２Ａにおいては、繊維によって隠れた部分が破線で示されている。図２Ｂでは複合接着体３の断面が示されている。
【００７０】
図２Ａに示すように、第２実施形態では、複合接着体３は繊維で構成されている。この繊維は、繊維状の熱融着性接着成分３ａが保護膜３ｂによりコーティングされたものである。不織布３０は、この繊維によって形成されている。そして、エアロゲル粒子１は、不織布３０における繊維の間に配置されている。不織布３０の内部において、エアロゲル粒子１が接着剤２により点状に接着されているといってもよい。断熱体４は、不織布３０の繊維と絡み合いながら形成されている。複合接着体３で構成される不織布３０の内部において、断熱体４が繊維と絡み合って配置されることにより、断熱体４と複合接着体３とが一体化されている。本形態では繊維の補強効果によって、強度の高い断熱材を得ることができる。
【００７１】
図２Ｂに示すように、複合接着体３は、熱融着性接着成分３ａが核となり、保護膜３ｂが外層となった繊維で構成されている。熱融着性接着成分３ａの周囲に保護膜３ｂが配置されている。熱融着性接着成分３ａは、保護膜３ｂに包みこまれるものであってよい。保護膜３ｂは、好ましくは熱硬化性接着成分から形成される。複合接着体３の断面形状は円形であってよい。複合接着体３の断面形状は、例えば、楕円形、多角形、などであってもよい。もちろん、複合接着体３の断面形状は、不定形であってもよい。複合接着体３は芯鞘構造を有する繊維であってよい。
【００７２】
不織布３０は、複数の複合接着体３の繊維で形成される。複合接着体３の繊維は、短繊維であってもよいし、長繊維であってもよい。不織布３０は空隙を有することが好ましい。それにより、不織布３０の空隙にエアロゲル粒子１と接着剤２とを容易に配置することができる。空隙は繊維の隙間で形成されるものであってよい。不織布３０は、成形前においては、バインダーを用いずに繊維が集合しているものが好ましい。不織布３０にバインダーが用いられると、熱橋が形成されやすくなる。不織布３０は、成形前においては、繊維が絡み合って集合しているものであってよい。成形後の不織布３０、すなわち、断熱材中の不織布３０の部分は、繊維が絡み合っていなくてもよい。断熱材では不織布３０の繊維が離間していてもよい。繊維が離間されていると、熱橋の形成を抑制することができる。
【００７３】
エアロゲル粒子１は、複合接着体３で構成される繊維の隙間において、接着剤２により点状に接着されて不織布３０に固定されていることが好ましい。エアロゲル粒子１は、接着剤２によって不織布３０の繊維と接着していてもよい。それにより、不織布３０と断熱体４との一体性が高まり、より強度を高めることができる。接着剤２によってエアロゲル粒子１が不織布３０の繊維に接着される場合、熱橋を抑制する観点から、エアロゲル粒子１は点状に繊維に接着されることが好ましい。
【００７４】
複合接着体３の繊維において、繊維の直径に対する熱融着性接着成分３ａの直径の比は、特に限定されるものではないが、好ましくは次のようになる。繊維の直径に対する熱融着性接着成分３ａの直径の比〔（熱融着性接着成分の直径）／（繊維の直径）〕は１／２〜１９／２０であることが好ましい。それにより、加工時の接着性を高めることができる。さらに、この比〔（熱融着性接着成分の直径）／（繊維の直径）〕は４／５〜９／１０がより好ましい。熱融着性接着成分３ａの直径は内径、繊維（複合接着体３）の直径は外径と考えることができる。内径とは保護膜３ｂの内側の径であり、外径とは保護膜３ｂの外側の径である。なお、繊維の直径は繊維径であってよい。
【００７５】
複合接着体３の繊維の直径は、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。それにより、複合接着体３による加工時の接着性を高めることができるとともに、熱橋の形成を抑制することができる。複合接着体３の繊維の直径とエアロゲル粒子１の直径との比率としては、比率〔（繊維の直径）／（エアロゲル粒子の平均粒径）〕が１／３００〜１／１０であることが好ましい。それにより、熱橋を抑制するとともに、加工時の接着性を高めることができる。平均粒径は、断面積から真円換算した径で定義されるものであってよい。この比率〔（繊維の直径）／（エアロゲル粒子の平均粒径）〕は、１／１００〜１／２０がより好ましく、１／５０〜１／３０がさらに好ましい。
【００７６】
複合接着体３の繊維の直径と接着剤２の平均粒径との比率としては、比率〔（繊維の直径）／（接着剤の平均粒径）〕が１／２０〜２／１であることが好ましい。それにより、断熱材の強度と、加工時の接着性とを効果的に高めることができる。この比率〔（繊維の直径）／（接着剤の平均粒径）〕は、１／１０〜１／１がより好ましく、１／５〜１／２がさらに好ましい。
【００７７】
断熱材において、複合接着体３は、１００質量部のエアロゲル粒子１に対して１〜４０質量部で含有されていることが好ましい。それにより、断熱性と加工強度とを効果的に向上することができる。複合接着体３は、１００質量部のエアロゲル粒子１に対して５〜３０質量部で含有されていることがより好ましい。断熱材では、エアロゲル粒子１が、複合接着体３の繊維で構成される不織布３０に、質量比で不織布３０の０．１〜１００倍の範囲で含有されていてもよい。それにより、断熱性と加工強度とを効果的に向上することができる。エアロゲル粒子１が、複合接着体３の繊維で構成される不織布３０に、質量比で不織布３０の１〜５０倍の範囲で含有されることがより好ましく、２〜３０倍の範囲で含有されることがさらに好ましい。
【００７８】
第２実施形態の断熱材は、次のように製造することができる。まず、エアロゲル粒子１と、エアロゲル粒子１を接着する粒状の接着剤２とを混合する。次に、この混合物を、繊維状の熱融着性接着成分３ａが保護膜３ｂによりコーティングされた繊維から形成された不織布３０に含ませる。複合接着体３の繊維においては、保護膜３ｂが熱硬化性接着成分から形成される場合は、熱硬化性接着成分は硬化していてよい。そして、混合物を含んだ不織布３０を加熱加圧成形する。これにより、不織布３０における繊維の間で、エアロゲル粒子１を接着剤２により点状に接着する。不織布３０の繊維は複合接着体３で構成される。そのため、加熱加圧成形後には、不織布３０の内部で、エアロゲル粒子１が接着剤２により接着された断熱体４が形成され、断熱体４と複合接着体３とが一体化される。この方法では、成形前に混合することにより、エアロゲル粒子１と接着剤２の均一性を向上させることが可能になる。また、不織布３０にエアロゲル粒子１と接着剤２との混合物を含ませることにより、不織布３０の繊維の間にエアロゲル粒子１と接着剤２とをより均一に配置させることができる。また、加熱加圧成形を行うことにより、エアロゲル粒子１を点状に接着することができるとともに、断熱体４と複合接着体３とを容易に一体化することができる。
【００７９】
粒状の接着剤２としては、粉末状の接着剤２が好ましい一態様である。それにより、点状にエアロゲル粒子１を容易に接着することができる。粒状の接着剤２としては、液滴の接着剤２が好ましい他の一態様である。それにより、点状にエアロゲル粒子１を容易に接着することができる。液滴の接着剤２は、例えば、液体の接着剤２がスプレーなどでミスト化されることにより形成され得る。
【００８０】
上記の製造方法においては、成形温度は、熱融着性接着成分３ａの接着温度より高くてもよい。それにより、接着剤２の接着性をより確実に発揮させることが容易になる。
【００８１】
熱融着性接着成分３ａは保護膜３ｂによりコーティングされているため、成形時に熱融着性接着成分３ａがエアロゲル粒子１の間において付着してしまうことが抑制されている。そのため、切断などの加工時においては、熱融着性接着成分３ａが接着性を発揮し、断熱材の端部の欠けをより効果的に抑制することができる。成形温度は、例えば、８０〜２００℃の範囲であってよく、好ましくは、１００〜１９０℃の範囲であってよい。成形時間は、例えば、１〜６０分の範囲であってよく、好ましくは、５〜３０分の範囲であってよい。成形時の圧力は、０．１〜１０ＭＰａの範囲であってよく、好ましくは、０．５〜５ＭＰａの範囲であってよい。
【００８２】
第３実施形態は、図３にその構造が例示されている。図３Ａでは、断熱材を割って破断した様子を模式的に示している。図３Ｂでは、シート３１の斜視図が示されている。図３Ｃでは複合接着体３の断面が示されている。
【００８３】
図３Ａに示すように、第３実施形態では、複合接着体３は繊維で構成されている。この繊維は、繊維状の熱融着性接着成分３ａが保護膜３ｂによりコーティングされたものである。シート３１は、この繊維によって構成されている。断熱体４は層状に形成されている。そして、断熱体４とシート３１とが積層されている。積層される断熱体４の数は１であってもよいし、２以上であってもよい。積層されるシート３１の数は１であってもよいし、２以上であってもよい。図３Ａでは、４つのシート３１の間に３つの断熱体４が配置された断熱材が例示されている。断熱体４とシート３１とは交互に配置されている。層状の断熱体４とシート３１とが重なっているといってもよい。断熱体４とシート３１とは接着されている。断熱体４とシート３１とが積層されることにより、断熱体４と複合接着体３とが一体化されている。本形態では、繊維の補強効果によって断熱材の強度を高めることができる。また、シート３１が層状に配置されていることによって、曲げられる方向の力に対しての強度を高めることができる。断熱材が屈曲性を有することになり、曲げによって破断されにくくすることができる。また、積層構造となることによって、厚み方向における熱橋が抑制され、断熱性を効果的に向上することができる。
【００８４】
図３Ｂに示すように、シート３１は繊維で構成されるものである。この繊維は複合接着体３により構成される。シート３１は、繊維が編み込まれて形成されたものであってもよい。シート３１は繊維が絡み合って集合しているものであってよい。シート３１は、繊維で構成される不織布であってもよい。シート３１は織布であってもよい。シート３１は、複数の複合接着体３の繊維の集合体で形成される。複合接着体３の繊維は、短繊維であってもよいし、長繊維であってもよい。シート３１は、バインダーを用いずに繊維が集合しているものであってよい。シート３１にバインダーが用いられると、断熱性が低下するおそれがある。
【００８５】
シート３１の厚みは、０．０５〜１ｍｍであることが好ましい。それにより、断熱性を維持しつつ、強度を高めることができる。シート３１の厚みは、０．１〜０．５ｍｍであることがより好ましい。
【００８６】
図３Ｃに示すように、複合接着体３は、熱融着性接着成分３ａが核となり、保護膜３ｂが外層となった繊維で構成されている。熱融着性接着成分３ａの周囲に保護膜３ｂが配置されている。熱融着性接着成分３ａは、保護膜３ｂに包みこまれるものであってよい。保護膜３ｂは、好ましくは熱硬化性接着成分から形成される。複合接着体３の断面形状は円形であってよい。複合接着体３の断面形状は、例えば、楕円形、多角形、などであってもよい。もちろん、複合接着体３の断面形状は、不定形であってもよい。複合接着体３は芯鞘構造を有する繊維であってよい。
【００８７】
本形態では、断熱体４とシート３１とが積層される。断熱体４の両面にシート３１が配置されていることが好ましい。それにより、強度を高めることができる。断熱材では、シート３１が断熱材の両側の面に配置されていることが好ましい。それにより、断熱材の表面での強度を高めることができ、強度の高い断熱材を得ることができる。断熱体４がシート３１に挟み込まれている構造であることが好ましい。
【００８８】
断熱材において、一つの断熱体４の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば、０．５〜５ｍｍであることが好ましい。それにより、断熱性を維持しつつ、強度を高めることができる。断熱体４の数は１０以下が好ましい。断熱体４の数が１０を超えると厚みが厚くなりすぎるおそれがある。シート３１の数は１１以下であってよい。
【００８９】
断熱体４とシート３１とは、エアロゲル粒子１を接着する接着剤２によって接着されていることが好ましい。それにより、より少ない量の接着剤２で積層体を得ることができ、断熱性を高めることができる。もちろん、断熱体４とシート３１とが接着剤２とは別の接着成分で接着されていてもよい。
【００９０】
複合接着体３の繊維において、繊維の直径に対する熱融着性接着成分３ａの直径の比は、特に限定されるものではないが、好ましくは次のようになる。繊維の直径に対する熱融着性接着成分３ａの直径の比〔（熱融着性接着成分の直径）／（繊維の直径）〕は１／２〜１９／２０であることが好ましい。それにより、加工時の接着性を高めることができる。さらに、この比〔（熱融着性接着成分の直径）／（繊維の直径）〕が４／５〜９／１０がより好ましい。熱融着性接着成分３ａの直径は内径、繊維（複合接着体３）の直径は外径と考えることができる。内径とは保護膜３ｂの内側の径であり、外径とは保護膜３ｂの外側の径である。なお、繊維の直径は繊維径であってよい。
【００９１】
複合接着体３の繊維の直径は、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。それにより、複合接着体３による加工時の接着性を高めることができるとともに、熱橋の形成を抑制することができる。複合接着体３の繊維の直径とエアロゲル粒子１の直径との比率としては、比率〔（繊維の直径）／（エアロゲル粒子の平均粒径）〕が１／３００〜１／１０であることが好ましい。それにより、熱橋を抑制するとともに、加工時の接着性を高めることができる。平均粒径は、断面積から真円換算した径で定義されるものであってよい。この比率〔（繊維の直径）／（エアロゲル粒子の平均粒径）〕は、１／１００〜１／２０がより好ましく、１／５０〜１／３０がさらに好ましい。
【００９２】
複合接着体３の繊維の直径と接着剤２の平均粒径との比率としては、比率〔（繊維の直径）／（接着剤の平均粒径）〕が１／２０〜２／１であることが好ましい。それにより、断熱材の強度と、加工時の接着性とを効果的に高めることができる。この比率〔（繊維の直径）／（接着剤の平均粒径）〕は、１／１０〜１／１がより好ましく、１／５〜１／２がさらに好ましい。
【００９３】
断熱材において、複合接着体３は、１００質量部のエアロゲル粒子１に対して１〜４０質量部で含有されていることが好ましい。それにより、断熱性と加工強度とを効果的に向上することができる。複合接着体３は、１００質量部のエアロゲル粒子１に対して５〜３０質量部で含有されていることがより好ましい。断熱材では、エアロゲル粒子１が、複合接着体３の繊維で構成されるシート３１に、質量比でシート３１の０．１〜１００倍の範囲で含有されていてもよい。それにより、断熱性と加工強度とを効果的に向上することができる。エアロゲル粒子１が、複合接着体３の繊維で構成されるシート３１に、質量比でシート３１の１〜５０倍の範囲で含有されることがより好ましく、２〜３０倍の範囲で含有されることがさらに好ましい。
【００９４】
第３実施形態の断熱材は、次のように製造することができる。まず、エアロゲル粒子１と、エアロゲル粒子１を接着する粒状の接着剤２とを混合する。次に、この混合物と、繊維状の熱融着性接着成分３ａが保護膜３ｂによりコーティングされた繊維から形成されたシート３１とを重ねる。複合接着体３の繊維においては、保護膜３ｂが熱硬化性接着成分から形成される場合は、熱硬化性接着成分は硬化していてよい。そして、エアロゲル粒子１を含有する混合物とシート３１とが重ねられたものを加熱加圧成形する。これにより、エアロゲル粒子１が接着剤２により点状に接着された断熱体４と、シート３１とを積層一体化する。シート３１は接着剤２によって断熱体４に接着されるものであってよい。この方法では、成形前に混合することにより、エアロゲル粒子１と接着剤２の均一性を向上させることが可能になる。また、エアロゲル粒子１と接着剤２との混合物をシート３１に積層させることにより、層状に断熱体４とシート３１とを一体化することができ、熱橋の形成を抑制することができる。また、加熱加圧成形を行うことにより、エアロゲル粒子１を点状に接着することができるとともに、断熱体４と複合接着体３とを容易に一体化することができる。
【００９５】
粒状の接着剤２としては、粉末状の接着剤２が好ましい一態様である。それにより、点状にエアロゲル粒子１を容易に接着することができる。粒状の接着剤２としては、液滴の接着剤２が好ましい他の一態様である。それにより、点状にエアロゲル粒子１を容易に接着することができる。液滴の接着剤２は、例えば、液体の接着剤２がスプレーなどでミスト化されることにより形成され得る。
【００９６】
上記の製造方法においては、成形温度は、熱融着性接着成分３ａの接着温度より高くてもよい。それにより、接着剤２の接着性をより確実に発揮させることが容易になる。
【００９７】
熱融着性接着成分３ａは保護膜３ｂによりコーティングされているため、成形時に熱融着性接着成分３ａがエアロゲル粒子１の間において付着してしまうことが抑制されている。そのため、切断などの加工時においては、熱融着性接着成分３ａが接着性を発揮し、断熱材の端部の欠けをより効果的に抑制することができる。成形温度は、例えば、８０〜２００℃の範囲であってよく、好ましくは、１００〜１９０℃の範囲であってよい。成形時間は、例えば、１〜６０分の範囲であってよく、好ましくは、５〜３０分の範囲であってよい。成形時の圧力は、０．１〜１０ＭＰａの範囲であってよく、好ましくは、０．５〜５ＭＰａの範囲であってよい。
【００９８】
第１〜第３実施形態のいずれにおいても、断熱部４と複合接着体３とが一体化されている。そのため、丸ノコによる切断等の加工時には、保護膜３ｂが破壊され、熱融着性接着成分３ａがエアロゲル粒子１に付着するとともに、局所的に発生する熱により熱融着性接着成分３ａが接着性を発揮してエアロゲル粒子１を再接着させることが可能となる。したがって、エアロゲル粒子１の優れた断熱性能を維持しながら、切断等の加工時に端部の欠けを抑制し、断熱材の加工性を格段に向上させることができる。
【００９９】
なお、断熱材は、第１〜第３実施形態に限定されるものではない。例えば、第１実施形態の断熱材が上記のシート３１を介して複数積層されたものであってもよい。また、第２実施形態の断熱材が上記のシート３１を介して複数積層されたものであってもよい。すなわち、第３実施形態において、断熱体４が第１又は第２実施形態における断熱材に置換される形態であってもよい。また、シート３１を介さずに、第１又は第２実施形態の断熱材が複数積層されたり、第１実施形態の断熱材と第２実施形態の断熱材とが混合して複数積層されたりしたものであってもよい。これらの場合も、断熱性と強度とを高めることができ、加工性が高い断熱材を得ることができる。
【０１００】
断熱材は、種々の断熱用途への利用が可能である。断熱材は建築用の断熱材として用いることができる。例えば、断熱ボードとして利用することができる。断熱ボードは、壁、床、天井などに使用することができる。また、断熱材は、乗物用の断熱材として利用することができる。
【実施例】
【０１０１】
（実施例１）
容器回転式混合装置中で、シリカエアロゲル粒子（平均粒径Ｄ５０：  ７００μｍ）１００質量部と、粉末状メラミン樹脂接着剤（平均粒径Ｄ５０：  ５０μｍ、硬化温度１３０℃）１５質量部と、粉末状の複合接着体（平均粒径Ｄ５０：  ４０μｍ）１０質量部とを混合した。粉末状の複合接着体は、粉末状ウレタン樹脂（平均粒径Ｄ５０：  ３０μｍ、融点８０℃）に予めフェノール樹脂（硬化温度１５０℃）を保護膜としてコーティングして硬化したものである。得られた混合物を、温度１４０℃、時間５分の条件でプレス成形し、厚さ１０ｍｍの板状の成形体を断熱材として得た。
【０１０２】
得られた成形体の熱伝導率は１５．２Ｗ／ｍ・Ｋであった。得られた成形体を丸ノコで２０回切断した。端部の欠けが発生した回数は３回であった。
【０１０３】
（実施例２）
容器回転式混合装置中で、シリカエアロゲル粒子（平均粒径Ｄ５０：  ７００μｍ）１００質量部と、粉末状メラミン樹脂接着剤（平均粒径Ｄ５０：  ５０μｍ、硬化温度１３０℃）１５質量部とを混合した。得られた混合物を、繊維状ポリエチレン樹脂（平均繊維径１０μｍ、融点８５℃）の周囲に予めフェノール樹脂（硬化温度１５０℃）を保護膜としてコーティングして硬化した繊維（平均繊維径１５μｍ、複合接着体）で形成された不織布に、振動により含ませた。この不織布を温度１４０℃、時間５分の条件でプレス成形し、厚さ１０ｍｍの板状の成形体を断熱材として得た。
【０１０４】
得られた成形体の熱伝導率は１５．７Ｗ／ｍ・Ｋであった。得られた成形体を丸ノコで２０回切断した。端部の欠けが発生した回数は２回であった。
【０１０５】
（実施例３）
容器回転式混合装置中で、シリカエアロゲル粒子（平均粒径Ｄ５０：  ７００μｍ）１００質量部と、粉末状メラミン樹脂接着剤（平均粒径Ｄ５０：  ５０μｍ、硬化温度１３０℃）１５質量部とを混合した。得られた混合物と、繊維状ポリエチレン樹脂（平均繊維径１０μｍ、融点８５℃）の周囲に予めフェノール樹脂（硬化温度１５０℃）を保護膜としてコーティングして硬化した繊維（平均繊維径１５μｍ、複合接着体）を編みこんで形成されたシートとを交互に積み重ねた。積層数は、混合物を５層とし、シートを６層とした。この積層物を、温度１４０℃、時間５分の条件でプレス成形し、厚さ１０ｍｍの板状の成形体を断熱材として得た。
【０１０６】
得られた成形体の熱伝導率は１５．５Ｗ／ｍ・Ｋであった。得られた成形体を丸ノコで２０回切断した。端部の欠けが発生した回数は１回であった。
【０１０７】
（比較例１）
容器回転式混合装置中で、シリカエアロゲル粒子（平均粒径Ｄ５０：  ７００μｍ）１００質量部と、粉末状メラミン樹脂接着剤（平均粒径Ｄ５０：  ５０μｍ、硬化温度１３０℃）１５質量部とを混合した。得られた混合物を、温度１４０℃、時間５分の条件でプレス成形し、厚さ１０ｍｍの板状の成形体を断熱材として得た。
【０１０８】
得られた成形体の熱伝導率は１５．０Ｗ／ｍ・Ｋであった。得られた成形体を丸ノコで２０回切断した。端部の欠けが発生した回数は１１回であった。
【０１０９】
比較例１の断熱材は、熱伝導率が低いものの、複合接着体が含まれていないため、加工性が低下している。一方、各実施例の断熱材は、低い熱伝導率を維持しており断熱性が高く、エアロゲル粒子が接着されて強度が高く、さらに、切断時において欠けが少なく加工性が高いものとなっている。
【符号の説明】
【０１１０】
１    エアロゲル粒子
２    接着剤
３    複合接着体
３ａ  熱融着性接着成分
３ｂ  保護膜
４    断熱体
３０  不織布
３１  シート
【図１】
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【図２】
2015124779.tif 000004
【図３】
2015124779.tif 000005