(57)【要約】  充分な強度を有し、ハンドリング性が良好な真空断熱材を提供する。  ヒュームドシリカを含む粉体と、繊維を含む芯材が成形された成形体１０が、気密性を有する外袋１２内に減圧封入され、前記繊維の繊維長Ｄ３０が１００μｍ以上であり、かつ前記繊維の繊維長Ｄ９０が２０ｍｍ以下であり、前記粉体中のヒュームドシリカの含有割合が７０質量％以上であり、前記粉体の総質量１００質量部に対する前記繊維の含有割合が２〜３０質量部である、真空断熱材１。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ヒュームドシリカを含む粉体と、繊維とを含む芯材が成形された成形体が、気密性を有する外袋内に減圧封入され、
前記繊維の繊維長Ｄ３０が１００μｍ以上であり、かつ前記繊維の繊維長Ｄ９０が２０ｍｍ以下であり、
前記粉体中のヒュームドシリカの含有割合が７０質量％以上であり、
前記粉体の総質量１００質量部に対する前記繊維の含有割合が２〜３０質量部である、真空断熱材。
【請求項２】
ヒュームドシリカを含む粉体と、バインダと、繊維とを含む芯材が成形された成形体が、気密性を有する外袋内に減圧封入され、
前記繊維の繊維長Ｄ３０が１００μｍ以上であり、かつ前記繊維の繊維長Ｄ９０が２０ｍｍ以下であり、
前記粉体中のヒュームドシリカの含有割合が７０質量％以上であり、
前記粉体の総質量１００質量部に対する前記繊維の含有割合が２〜３０質量部である、真空断熱材。
【請求項３】
前記粉体の総質量１００質量部に対する前記バインダの含有割合が０．１〜１５質量部である、請求項２に記載の真空断熱材。
【請求項４】
前記粉体が多孔質シリカおよび輻射抑制材のいずれか一方もしくは両方をさらに含む、請求項１〜３のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項５】
前記粉体（１００質量％）中の前記多孔質シリカの含有割合が３０質量％以下である、請求項４に記載の真空断熱材。
【請求項６】
粉体（１００質量％）中の前記輻射抑制材の含有割合が３０質量％以下である、請求項４に記載の真空断熱材。
【請求項７】
前記芯材が、表面にバインダが付与されたバインダ付きヒュームドシリカを含み、かつ前記粉体に含まれるバインダ付与前のヒュームドシリカの質量ＭＡと多孔質シリカの質量ＭＢとの比（ＭＡ／ＭＢ）が７０／３０〜１００／０である、請求項４〜６のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項８】
前記成形体の密度が０．１５〜０．３５ｇ／ｃｍ３である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項９】
前記繊維が、樹脂繊維および無機繊維のいずれか一方もしくは両方である、請求項１〜８のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項１０】
前記繊維が、アルミナ繊維、ムライト繊維、シリカ繊維、グラスウール、グラスファイバー、ロックウール、スラグウール、炭化ケイ素繊維、カーボン繊維、シリカ・アルミナ繊維、シリカ・アルミナ・マグネシア繊維、シリカ・アルミナ・ジルコニア繊維およびシリカ・マグネシア・カルシア繊維からなる群から選ばれる少なくとも１種の無機繊維を含む、請求項１〜９のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項１１】
前記外袋内の真空度が１×１０３Ｐａ以下である、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【請求項１２】
曲げ強度が５ｋＰａ以上であり、一時破断後曲げ強度が５ｋＰａ以上である、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の真空断熱材。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、充分な強度を有し、ハンドリング性が良好な真空断熱材に関する。
【背景技術】
【０００２】
住宅、ビル、車両、保温保冷容器、冷蔵庫、給湯器等の様々な分野において、断熱によってエネルギー消費を低減するために真空断熱材が使用されている。真空断熱材としては、例えば、芯材として粉体や繊維が外袋内に減圧封入された真空断熱材が知られている。芯材として粉体を用いた真空断熱材は、芯材として繊維を用いた真空断熱材に比べて初期の断熱性能が劣るものの、低真空でも充分な断熱性能を維持できるため長期耐久性に優れる。また、芯材として粉体を用いると薄板品や曲面形状品が作り易いという利点もある。【０００３】
しかし、粉体からなる芯材は作業性が悪い。また、充分な断熱性能を得るには加圧プレスによって成形体を得る際に低密度に成形する必要があるため、高強度な真空断熱材を得ることが困難である。そこで、芯材として粉体と繊維を併用した真空断熱材が提案されている。具体的には、以下の（１）〜（３）の真空断熱材が挙げられる。
（１）湿式シリカと繊維強化材を混合して圧縮した成形体を用いた真空断熱材（特許文献１）。
（２）乾式シリカ、湿式シリカおよび繊維強化材を混合し、圧縮成形した成形体を用いた真空断熱材（特許文献２）。
（３）乾式シリカ、カーボンブラックおよび無機繊維材を混合し、加圧成形して得られた密度１００〜３００ｋｇ／ｍ３の成形体を用いた真空断熱材（特許文献３）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特公平４−４６３４８号公報
【特許文献２】特公平５−６６３４１号公報
【特許文献３】特許第３４８２３９９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、（１）〜（３）の真空断熱材でも、特に成形体が大きい場合に充分な強度が得られにくく、ハンドリング性が不充分で運搬時に破断する等の不具合が生じることがある。【０００６】
本発明は、充分な強度を有し、ハンドリング性が良好な真空断熱材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】
本発明の真空断熱材は、ヒュームドシリカを含む粉体と、繊維を含む芯材が成形された成形体が、気密性を有する外袋内に減圧封入され、前記繊維の繊維長Ｄ３０が１００μｍ以上であり、かつ前記繊維の繊維長Ｄ９０が２０ｍｍ以下であり、前記粉体中のヒュームドシリカの含有割合が７０質量％以上であり、前記粉体の総質量１００質量部に対する前記繊維の含有割合が２〜３０質量部である。
本発明の真空断熱材は、ヒュームドシリカを含む粉体と、バインダと、繊維を含む芯材が成形された成形体が、気密性を有する外袋内に減圧封入され、前記繊維の繊維長Ｄ３０が１００μｍ以上であり、かつ前記繊維の繊維長Ｄ９０が２０ｍｍ以下であり、前記粉体中のヒュームドシリカの含有割合が７０質量％以上であり、前記粉体の総質量１００質量部に対する前記繊維の含有割合が２〜３０質量部であってもよい。【０００８】
本発明の真空断熱材では、前記粉体の総質量１００質量部に対する前記バインダの含有割合が０．１〜１５質量部であることが好ましい。
また、前記粉体が多孔質シリカおよび輻射抑制材のいずれか一方もしくは両方をさらに含むことが好ましい。
また、前記粉体（１００質量％）中の前記多孔質シリカの含有割合が３０質量％以下であることが好ましい。
また、粉体（１００質量％）中の前記輻射抑制材の含有割合が３０質量％以下であることが好ましい。
また、前記芯材が、表面にバインダが付与されたバインダ付きヒュームドシリカを含み、かつ前記粉体に含まれるバインダ付与前のヒュームドシリカの質量ＭＡと多孔質シリカの質量ＭＢとの比（ＭＡ／ＭＢ）が７０／３０〜１００／０であることが好ましい。
また、前記成形体の密度が０．１５〜０．３５ｇ／ｃｍ３であることが好ましい。
また、前記繊維が、樹脂繊維および無機繊維のいずれか一方もしくは両方であることが好ましい。
また、前記繊維が、アルミナ繊維、ムライト繊維、シリカ繊維、グラスウール、グラスファイバー、ロックウール、スラグウール、炭化ケイ素繊維、カーボン繊維、シリカ・アルミナ繊維、シリカ・アルミナ・マグネシア繊維、シリカ・アルミナ・ジルコニア繊維およびシリカ・マグネシア・カルシア繊維からなる群から選ばれる少なくとも１種の無機繊維を含むことが好ましい。
また、前記外袋内の真空度が１×１０３Ｐａ以下であることが好ましい。
また、曲げ強度が５ｋＰａ以上であり、一時破断後曲げ強度が５ｋＰａ以上であることが好ましい。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の真空断熱材は、特に成形体が大きい場合でも、充分な強度を有し、かつハンドリング性が良好であり、運搬時に破断する等の不具合が生じることが少ないなどの特性を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の真空断熱材の一例を示した模式断面図である。
【図２】３点曲げ試験における応力ひずみ曲線の一例を示したグラフである。
【図３】３点曲げ試験における応力ひずみ曲線の一例を示したグラフである。
【図４】３点曲げ試験における応力ひずみ曲線の一例を示したグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下の用語の定義は、本明細書および特許請求の範囲にわたって適用される。
「芯材」とは、真空断熱材における成形体を形成する材料であって、成形によって所望の形とされるものを意味する。
「バインダ付きヒュームドシリカ」とは、多孔質シリカ、繊維等の他の成分と混合する前のヒュームドシリカの表面に予めバインダが付与されたものを意味する。なお、ヒュームドシリカとは、アモルファスかつ球状で、細孔のない一次粒子からなるシリカ微粒子を意味する。ヒュームドシリカは、例えば、四塩化ケイ素を気化し、高温の水素炎中で気相反応を行う方法により得られる。
「輻射抑制材」とは、赤外光を反射（散乱）するか、または赤外光を一旦吸収してその吸収による温度上昇分を再放射する際に等方的に放射して赤外光の方向性を乱すことで、輻射伝熱を抑える粒子を意味する。
「繊維長Ｄ３０」とは、個数基準で求めた繊維長分布の全個数を１００％とした累積個数分布曲線において、累積個数が３０％となる点の繊維長を意味する。また、「繊維長Ｄ９０」とは、個数基準で求めた繊維長分布の全個数を１００％とした累積個数分布曲線において、累積個数が９０％となる点の繊維長を意味する。繊維長分布は、光学顕微鏡で観察した写真において無作為に５０本以上の繊維の長さを測定して得られる頻度分布および累積個数分布曲線で求められる。
「曲げ強度」とは、３点曲げ試験における応力の最大値を意味する。また、「一時破断後曲げ強度」とは、３点曲げ試験において、前記曲げ強度が得られるひずみ以降でひずみを増加させるにつれて応力が漸減し続ける領域における応力の最大値を意味する。例えば、図２に例示した応力ひずみ曲線Ａの場合、応力の最大値である応力ａ（ｋＰａ）が曲げ強度であり、それ以降でひずみを増加させるにつれて応力が漸減し続ける領域Ａ’における応力の最大値である応力ｂ（ｋＰａ）が一時破断後曲げ強度である。図３に例示した応力ひずみ曲線Ｂの場合、応力の最大値である応力ｃ（ｋＰａ）が曲げ強度であり、それ以降でひずみを増加させるにつれて応力が漸減し続ける領域Ｂ’における応力の最大値である応力ｄ（ｋＰａ）が一時破断後曲げ強度である。図４に例示した応力ひずみ曲線Ｃの場合、応力の最大値である応力ｅ（ｋＰａ）が曲げ強度であり、それ以降でひずみを増加させるにつれて応力が漸減し続ける領域Ｃ’における応力の最大値も応力ｅ（ｋＰａ）であるため一時破断後曲げ強度は曲げ強度と一致するものとする。
【００１２】
（真空断熱材）
図１は、本発明の真空断熱材の一例を示した模式断面図である。
真空断熱材１は、図１に示すように、芯材が成形された成形体１０と、気密性を有する外袋１２とを有する。真空断熱材１は、成形体１０が外袋１２内に減圧封入された断熱材である。
【００１３】
（成形体）
成形体１０は、ヒュームドシリカを含む粉体と、繊維とを含む芯材が成形されたものである。成形体１０は、ヒュームドシリカを含む粉体と、バインダと、繊維とを含む芯材が成形されたものであってもよい。
【００１４】
（粉体）
粉体は、ヒュームドシリカを含み、必要に応じて、他の粉体として多孔質シリカおよび輻射抑制材のいずれか一方もしくは両方を含んでもよい。粉体は、ヒュームドシリカのみであってもよい。また、ヒュームドシリカと併用する他の粉体は、１種のみでもよく、２種以上でもよい。
【００１５】
ヒュームドシリカは極めて微細な粉末であるため、粒の大きさを表す指標としては通常比表面積が用いられる。
ヒュームドシリカの比表面積は、５０〜４００ｍ２／ｇが好ましく、１００〜３５０ｍ２／ｇがより好ましく、２００〜３００ｍ２／ｇが特に好ましい。ヒュームドシリカの比表面積が前記下限値以上であれば、優れた断熱性能が得られやすい。ヒュームドシリカの比表面積が前記上限値以下であれば、粒子の表面にバインダを付けやすい。
本発明における比表面積は、窒素吸着法（ＢＥＴ法）により測定される。
【００１６】
ヒュームドシリカの具体例としては、例えば、アエロジル２００（比表面積２００ｍ２／ｇ、日本アエロジル社製）、アエロジル３００（比表面積３００ｍ２／ｇ、日本アエロジル社製）、ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  Ｍ−５（比表面積２００ｍ２／ｇ、キャボットジャパン社製）、ＣＡＢ−Ｏ−ＳＩＬ  Ｈ−３００（比表面積３００ｍ２／ｇ、キャボットジャパン社製）、レオロシールＱＳ３０（比表面積３００ｍ２／ｇ、トクヤマ社製）等が挙げられる。
ヒュームドシリカは、１種のみを使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１７】
多孔質シリカの比表面積は、１００〜８００ｍ２／ｇが好ましく、２００〜７５０ｍ２／ｇがより好ましく、３００〜７００ｍ２／ｇが特に好ましい。多孔質シリカの比表面積が前記下限値以上であれば、優れた断熱性能が得られやすい。多孔質シリカの比表面積が前記上限値以下であれば、多孔質シリカに吸収されるバインダ量を少なくできる。そのため、添加するバインダ量が少なくてもより低い圧力で成形体を成形でき、その結果、成形体の密度を低くでき、優れた断熱性能が得られやすくなる。
【００１８】
多孔質シリカの気孔率は、６０〜９０％が好ましく、６５〜８５％がより好ましく、７０〜８０％が特に好ましい。多孔質シリカの気孔率が前記下限値以上であれば、固体の熱伝導を少なくできるため、優れた断熱性能が得られやすい。多孔質シリカの気孔率が前記上限値以下であれば、成形時に多孔質シリカ粒子がつぶれにくく、多孔性が維持されるために優れた断熱性能が得られやすい。気孔率は、窒素吸着法（ＢＥＴ法）により測定される。
【００１９】
多孔質シリカの平均粒子径は、レーザー回折散乱法やコールターカウンター法などにより、体積基準で測定された場合において、１〜３００μｍが好ましく、２〜１５０μｍがより好ましく、３〜１００μｍが特に好ましい。多孔質シリカの平均粒子径が前記下限値以上であれば、高い気孔率を有する多孔質シリカが得られやすく、優れた断熱性能が得られやすい。多孔質シリカの平均粒子径が前記上限値以下であれば、成形体の密度が高くなりすぎず、優れた断熱性能が得られやすい。
【００２０】
多孔質シリカの具体例としては、例えば、Ｍ．Ｓ．ＧＥＬやサンスフェア（いずれもＡＧＣエスアイテック社製）等が挙げられる。多孔質シリカは、１種のみを使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２１】
芯材に輻射抑制材が含まれると、赤外光を反射（散乱）されるか、または赤外光を一旦吸収してその吸収による温度上昇分を再放射する際に等方的に放射されることで、成形体を通過する赤外光の総量が減少するため、輻射伝熱が抑えられる。輻射抑制材同士の接触が少なくなり、固体伝熱パスが形成されにくくなることから、芯材中に輻射抑制材が均一に分散されることが好ましい。
【００２２】
輻射抑制材としては、例えば、金属粒子（アルミニウム粒子、銀粒子、金粒子等）、無機粒子（グラファイト、カーボンブラック、炭化ケイ素、酸化チタン、酸化スズ、チタン酸カリウム等）等が挙げられる。輻射抑制材は、１種のみを使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
輻射抑制材の平均粒子径は、０．１〜１００μｍが好ましく、０．５〜５０μｍがより好ましく、１〜２０μｍが特に好ましい。輻射抑制材の平均粒子径が前記下限値以上であれば、成形体中に輻射抑制剤を均一に分散させやすく、優れた断熱性が得やすい。輻射抑制材の平均粒子径が前記上限値以下であれば、成形体の強度が低くなりすぎず、成形体のハンドリングがしやすい。
【００２３】
（バインダ）
本発明における芯材には、バインダが含まれていてもよい。
芯材がバインダを含むことで、成形時の圧力が低くても、バインダによってヒュームドシリカ、またはヒュームドシリカと他の成分（多孔質シリカ、繊維等）が互いに接着され、充分な強度を有する成形体を備える真空断熱材となる。
バインダは、他の成分を混合する前に予めヒュームドシリカに付与してバインダ付きヒュームドシリカとすることが好ましい。これにより、バインダによる効果が充分に得られやすくなる。多孔質シリカにバインダを付与しても、バインダが多孔質シリカに吸収されてしまうためにバインダによる効果が得られにくい。
【００２４】
バインダとしては、有機バインダであってもよく、無機バインダであってもよい。なかでも、バインダとしては、熱伝導性が低く、優れた断熱性能が得られやすい点から、無機バインダが好ましい。
無機バインダとしては、例えば、ケイ酸ナトリウム、リン酸アルミニウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム等が挙げられる。なかでも、優れた断熱性が得られやすい点から、ケイ酸ナトリウムが特に好ましい。
バインダは、１種のみを使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２５】
（繊維）
繊維としては、真空断熱材に通常使用される繊維が使用でき、例えば、樹脂繊維、無機繊維が挙げられる。なかでも、真空下でガス成分の揮発が少なく、真空度の低下による断熱性能の低下を抑制しやすい点、および耐熱性に優れる点から、無機繊維が好ましい。繊維は、１種のみを使用してもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２６】
無機繊維としては、例えば、アルミナ繊維、ムライト繊維、シリカ繊維、グラスウール、グラスファイバー、ロックウール、スラグウール、炭化ケイ素繊維、カーボン繊維、シリカ・アルミナ繊維、シリカ・アルミナ・マグネシア繊維、シリカ・アルミナ・ジルコニア繊維、シリカ・マグネシア・カルシア繊維等が挙げられる。なかでも、価格や安全性などの点からして、グラスファイバー、ロックウール、またはシリカ・マグネシア・カルシア繊維が好ましい。
【００２７】
使用する繊維の繊維長Ｄ３０は、１００μｍ以上であり、２００μｍ以上が好ましく、特に５００μｍ以上がより好ましい。繊維長Ｄ３０が前記下限値以上であれば、破断しにくい高強度な真空断熱材が得られる。
また、使用する繊維の繊維長Ｄ９０は、２０ｍｍ以下であり、１０ｍｍ以下が好ましく、特に、５ｍｍ以下が好ましい。繊維長Ｄ９０が前記上限値以下であれば、繊維同士が絡まりにくいために粉体と均一に混合しやすく、繊維による効果が充分に得られる。
繊維の太さ（直径）は、繊維による固体伝熱の増大を抑制できる点から、２０μｍ以下が好ましく、１５μｍ以下がより好ましく、１０μｍ以下がさらに好ましい。また、繊維の太さ（直径）は、破断しにくい高強度な真空断熱材が得られやすい点から、１μｍ以上が好ましく、３μｍ以上がより好ましい。繊維の太さは、３〜１５μｍがより好ましい。
【００２８】
（粉体、バインダ、繊維の割合）
粉体（１００質量％）中のヒュームドシリカの（含有）割合は、７０質量％以上であり、７０〜１００質量％が好ましく、８０〜１００質量％がより好ましく、９０〜１００質量％が特に好ましい。ヒュームドシリカの割合が前記下限値以上であれば、強度の高い真空断熱材が得られやすい。
【００２９】
粉体（１００質量％）中の多孔質シリカの（含有）割合は、３０質量％以下が好ましく、２〜２０質量％がより好ましく、５〜１０質量％が特に好ましい。多孔質シリカの割合が前記下限値以上であれば、断熱性能に優れた真空断熱材が得られる。多孔質シリカの割合が前記上限値以下であれば、強度の高い真空断熱材が得られやすい。
【００３０】
芯材として予め表面にバインダを付与したバインダ付きヒュームドシリカを用いる場合、バインダ付与前のヒュームドシリカの質量ＭＡと多孔質シリカの質量ＭＢとの比（ＭＡ／ＭＢ）は、７０／３０〜１００／０が好ましく、８０／２０〜９８／２がより好ましく、９０／１０〜９５／５が特に好ましい。ＭＡ／ＭＢが前記範囲であれば、より低密度で充分な強度を有する成形体が得られるため、断熱性能に優れた真空断熱材が得られやすい。
【００３１】
粉体（１００質量％）中の輻射抑制材の（含有）割合は、３０質量％以下が好ましく、５〜２５質量％がより好ましく、１０〜２０質量％が特に好ましい。輻射抑制材の割合が前記下限値以上であれば、輻射抑制材の効果が得られやすい。輻射抑制材の割合が前記上限値以下であれば、輻射抑制材による固体伝熱の増大を抑制できるため、優れた断熱性能が得られやすい。
【００３２】
バインダの（含有）割合は、粉体１００質量部に対して、０．１〜１５質量部が好ましく、０．５〜１０質量部がより好ましく、１〜２質量部がさらに好ましい。前記バインダの割合が前記下限値以上であれば、より低密度で充分な強度を有する成形体が得られるため、断熱性能に優れた真空断熱材が得られる。前記バインダの割合が前記上限値以下であれば、バインダによる固体伝熱の増大を抑制できるため、断熱性能の低下が抑制される。
【００３３】
繊維の（含有）割合は、粉体１００質量部に対して、２〜３０質量部であり、４〜２０質量部が好ましく、５〜１０質量部がより好ましい。繊維の割合が前記下限値以上であれば、破断しにくい高強度な真空断熱材が得られやすい。繊維の割合が前記上限値以下であれば、繊維による固体伝熱の増大を抑制できるため、断熱性能の低下を抑制しやすい。
【００３４】
成形体１０の密度は、０．１５〜０．３５ｇ／ｃｍ３が好ましく、０．１７〜０．２１ｇ／ｃｍ３がより好ましい。成形体１０の密度が前記下限値以上であれば、成形体のハンドリングがしやすく、また減圧封入の際に成形体から粉体が飛散しにくい。成形体１０の密度が前記上限値以下であれば、優れた断熱性能が安定して得られやすい。
【００３５】
（外袋）
外袋１２は、気密性を有し、成形体１０を減圧封入できるものであればよい。外袋１２としては、例えば、ガスバリアフィルムからなる袋等が挙げられる。ガスバリアフィルムは、真空断熱材に使用される公知のものを制限なく使用できる。
外袋１２の大きさおよび形状は、特に限定されず、目的とする真空断熱材１の大きさおよび形状に合わせて適宜決定すればよい。
【００３６】
真空断熱材１における外袋１２内の真空度は、優れた断熱性能が得られ、また真空断熱材１の寿命が長くなる点から、１×１０３Ｐａ以下が好ましく、５×１０２Ｐａ以下がより好ましく、１×１０２Ｐａ以下がさらに好ましい。外袋１２内の真空度は、外袋内を減圧することが容易な点から、１Ｐａ以上が好ましく、１０Ｐａ以上がより好ましい。
【００３７】
本発明の真空断熱材の曲げ強度は、５ｋＰａ以上が好ましく、１０ｋＰａ以上がより好ましく、２０ｋＰａ以上がさらに好ましい。曲げ強度が前記下限値以上であれば、成形体のハンドリングがしやすい。
【００３８】
本発明の真空断熱材の一時破断後曲げ強度は、５ｋＰａ以上が好ましく、１０ｋＰａ以上がより好ましい。一時破断後曲げ強度が前記下限値以上であれば、ハンドリング性が良好である。
【００３９】
（製造方法）
真空断熱材１の製造方法としては、例えば、下記の工程（ｘ）、および工程（ｙ）を有する方法が挙げられる。
（ｘ）ヒュームドシリカを含む粉体と、バインダと、繊維を含む芯材を加圧して成形体１０を得る工程。
（ｙ）成形体１０を外袋１２内に減圧封入して真空断熱材１を得る工程。
【００４０】
（工程（ｘ））
ヒュームドシリカを含む粉体とバインダと繊維を混合して芯材を得た後、該芯材を加圧して成形することで成形体１０とする。
ヒュームドシリカを含む粉体とバインダと繊維を混合する方法としては、例えば、Ｖ型混合機、撹拌機付きのブレンダ等を使用する方法が挙げられる。なかでも、各成分の分散性が良好になる点から、撹拌機付きブレンダのような高速撹拌装置を用いる方法が好ましい。
【００４１】
工程（ｘ）では、特に多孔質シリカを併用する場合、ヒュームドシリカ以外の成分と混合する前にバインダをヒュームドシリカに付与してバインダ付きヒュームドシリカとすることが好ましい。これにより、バインダが多孔質シリカに吸収されて効果が得られにくくなることを抑制できるため、バインダの使用量を低減できる。
なお、バインダを混合する時期は特に限定されず、例えば、ヒュームドシリカと多孔質シリカと繊維とバインダを同時に混合してもよい。
【００４２】
バインダは溶媒に溶解してバインダ液として混合することが好ましい。バインダ液に使用する溶媒としては、特に限定されず、例えば、水、エタノール等が挙げられる。なかでも、水が好ましい。水が添加されることでヒュームドシリカおよび多孔質シリカの帯電が抑制され、粉体が金型等に付着しにくくなる。また、粉体の流動性が高まることで粉体の取り扱いが容易になる。
バインダ液としては、ケイ酸ナトリウムの水溶液である水ガラスが特に好ましい。
【００４３】
バインダ液（１００質量％）中のバインダとなる固形分の割合は、０．２〜４０質量％が好ましく、３〜１０質量％がより好ましい。バインダの割合が前記範囲内であれば、粉体へのバインダの付与が容易になる。
芯材への水の添加量は、粉体の総質量１００質量部に対して、５〜５０質量部が好ましく、１０〜３０質量部がより好ましい。水の添加量が前記下限値以上であれば、より粉体が金型等に付着しにくくなり、また粉体の流動性が高まることで粉体の取り扱いが容易になる。水の添加量が前記上限値以下であれば、成形体の密度を低くしやすいため、断熱性能に優れた真空断熱材が得られやすくなる。
バインダ液はスプレーコート等によって粉体や繊維に塗布してもよい。
【００４４】
粉体と混合したバインダ液の溶媒は、工程（ｙ）で成形体１０を外袋１２内に減圧封入する前に揮発させることが好ましい。これにより、バインダによって粉体同士や粉体と繊維がより良好に接着される。溶媒を揮発させる方法としては、例えば、定温乾燥機、電気炉等で加熱する方法等が挙げられる。
【００４５】
芯材を成形して成形体１０を得る方法としては、公知の方法を採用でき、例えば、芯材を金型に投入し、加圧して成形する方法等が挙げられる。
【００４６】
（工程（ｙ））
例えば、工程（ｘ）で得られた成形体１０を外袋１２内に収納し、減圧条件下においてその外袋１２を密封した後、外袋１２の外部を大気圧条件に戻して真空断熱材１を得る。具体的には、２枚のフィルムを重ね合わせて予め３辺がシールしてある外袋１２内に成形体１０を収納し、ヒートシール機能が付いた真空チャンバー内に設置し、該真空チャンバーの内部を減圧する。チャンバー内が所定の圧力に減圧された後に、外袋１２の開放された残りの１辺をヒートシールして密封し、その後にチャンバー内を大気圧条件に戻す。
なお、工程（ｙ）では、成形体１０を外袋１２内に収納した後、外袋１２内の空気を吸い出して外袋１２の内部を減圧しつつ、ヒートシール等で外袋１２を密封することで、成形体１０を外袋１２内に減圧封入する方法を採用してもよい。
【００４７】
以上説明した本発明の真空断熱材は、ヒュームドシリカを含む粉体と、バインダと、特定の繊維長を有する繊維とを特定の比率で含む芯材を成形した成形体を用いているため、充分な強度を有しており、ハンドリング性が良好で運搬時に破断する等の不具合が生じにくい。
【００４８】
なお、本発明の真空断熱材は、前記した真空断熱材１には限定されない。例えば、本発明の真空断熱材は、通気性を有する内袋内に成形体を収納した状態で外袋内に減圧封入した真空断熱材であってもよい。すなわち、芯材からなる成形体が内袋内に収納されたものを用いるものであってもよい。
【００４９】
上記内袋としては、通気性を有し、芯材を形成する粉体が減圧封入の際に漏れないようにできるものであればよく、例えば、紙材、不織布等からなる袋等が挙げられる。
内袋の大きさおよび形状は、特に限定されず、目的とする真空断熱材の大きさおよび形状に合わせて適宜決定すればよい。
内袋を使用する場合の真空断熱材の製造方法としては、工程（ｙ）において成形体を内袋内に収納した状態で外袋内に減圧封入する以外は、前記真空断熱材１で説明した方法と同様の方法を採用できる。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例によって本発明を具体的に説明するが、本発明は以下の実施例によっては限定されない。
［繊維長の測定］
原料として用いた繊維の繊維長Ｄ３０およびＤ９０は、光学顕微鏡で観察した写真において無作為に抽出した５０本以上の繊維の長さを測定し、その頻度分布および累積個数分布曲線から個数基準で求めた繊維長分布から算出した。【００５１】
［曲げ強度、一時破断後曲げ強度の測定］
各例で得られた真空断熱材の曲げ強度および一時破断後曲げ強度は、精密万能試験機オートグラフＡＧＳ−Ｊ（島津製作所社製）により３点曲げ試験を行うことで測定した。
３点曲げ試験における応力の最大値を曲げ強度とした。また、前記曲げ強度が得られるひずみ以降でひずみを増加させるにつれて応力が漸減し続ける領域の応力の最大値を一時破断後曲げ強度とした。【００５２】
［熱伝導率の測定］
各例で得られた真空断熱材の熱伝導率は、熱伝導率測定装置ＨＣ−１１０（英弘精機社製）を用いて測定した。【００５３】
［成形体の密度］
成形体の密度は、当該成形体の寸法と質量から算出した。
［ハンドリング性］
成形体の乾燥やフィルムへの挿入などの各工程において、成形体の一辺のみを片手で支えても破断しなかったものを良好、破断したものを不十分とした。【００５４】
［実施例１］
ヒュームドシリカ（商品名「アエロジル３００」、比表面積３００ｍ２／ｇ、日本アエロジル社製。以下、同じ。）４０質量部に対して、けい酸ソーダ３号（ＡＧＣエスアイテック社製）の３．４質量部（固形分換算にて１．３質量部）をイオン交換水２２．９質量部で希釈したバインダ液をブレンダによって混合した。その後、ヒュームドシリカ４０質量部と、多孔質シリカとしてＭ．Ｓ．ＧＥＬ（ＡＧＣエスアイテック社製）２０質量部を加え、さらに無機繊維としてシリカ・マグネシア・カルシア繊維（商品名「スーパーウール（Ｓｕｐｅｒｗｏｏｌ（登録商標）Ｐｌｕｓ）バルク」、Ｄ３０：２２７μｍ、Ｄ９０：９０２μｍ、新日本サーマルセラミックス社製）２質量部を追加して、ブレンダにより混合して芯材を得た。【００５５】
得られた芯材を金型に投入し、圧力をかけて縦４０ｍｍ×横２０ｍｍ×厚さ５ｍｍの平板状に成形した後、２００℃で１時間加熱して成形体を作製した。得られた成形体について曲げ強度および一時破断後曲げ強度を測定した。その後、得られた成形体を三方のみヒートシールした市販のガスバリアフィルム（ＡＤＹ−１３４、エーディーワイ社製）に入れ、ヒートシール機能付きの真空チャンバー内に設置した。その後、チャンバー内を３０Ｐａまで減圧し、その状態で外袋の開口部をヒートシールして密封し、外袋の外部を大気圧条件に戻して真空断熱材を得た。
また、前記芯材を用いて縦８０ｍｍ×横８０ｍｍ×厚さ５ｍｍの成形体を得た後、三方のみヒートシールした市販のガスバリアフィルム（ＡＤＹ−１３４、エーディーワイ社製）に該成形体を入れたものを試料とし、３０Ｐａに減圧したチャンバー内にて熱伝導率を測定した。その後、ヒートシール機能付きの真空チャンバー内に設置した。チャンバー内を３０Ｐａまで減圧し、その状態で外袋の開口部をヒートシールして密封し、外袋の外部を大気圧条件に戻して真空断熱材を得た。【００５６】
［実施例２〜７、１０］
芯材の組成を表１に示すとおりにそれぞれ変更した以外は、実施例１と同様にして芯材を得た。その後、得られた芯材を用いて実施例１と同様にして得られた成形体の曲げ強度、一時破断後曲げ強度、真空断熱材、熱伝導率を測定した。またハンドリング性を評価した。【００５７】
［実施例８］
ヒュームドシリカ３７．５質量部に対して、けい酸ソーダ３号（ＡＧＣエスアイテック社製）の２．８質量部（固形分換算にて１．１質量部）をイオン交換水１９．１質量部で希釈したバインダ液をブレンダによって混合した。その後、ヒュームドシリカ３７．５質量部と、多孔質シリカとしてＭ．Ｓ．ＧＥＬ（ＡＧＣエスアイテック社製）８．３質量部を加え、さらに無機繊維としてシリカ・マグネシア・カルシア繊維（商品名「スーパーウール（Ｓｕｐｅｒｗｏｏｌ（登録商標）Ｐｌｕｓ）バルク」、Ｄ３０：２２７μｍ、Ｄ９０：９０２μｍ、新日本サーマルセラミックス社製）４．２質量部、輻射抑制材としてグラファイト（商品名「ＣＰ．Ｂ」、日本黒鉛工業社製）１６．７質量部を追加して、ブレンダにより混合して芯材を得た。
その後、得られた芯材を用いて実施例１と同様にして得られた成形体の曲げ強度、一時破断後曲げ強度および真空断熱材の熱伝導率を測定した。【００５８】
［実施例９］
輻射抑制材として炭化ケイ素（商品名「ニッソランダムＭＳＵ」、大平洋ランダム社製）を１６．７質量部使用した以外は、表１に示すように実施例８と同様にして芯材を得た。その後、得られた芯材を用いて実施例１と同様にして得られた成形体の曲げ強度、一時破断後曲げ強度および真空断熱材の熱伝導率を測定した。【００５９】
［実施例１１］
芯材の組成を表１に示すように変更した（ケイ酸ソーダは無添加）以外は、実施例９と同様にして芯材を得た。その後、得られた芯材を用いて、実施例１と同様にして得られた成形体の曲げ強度、一時破断後曲げ強度および真空断熱材の熱伝導率を測定した。【００６０】
［実施例１２］
ヒュームドシリカ９０質量部に対して、無機繊維としてシリカ・マグネシア・カルシア繊維（商品名「スーパーウール（Ｓｕｐｅｒｗｏｏｌ（登録商標）Ｐｌｕｓ）バルク」、Ｄ３０：２２７μｍ、Ｄ９０：９０２μｍ、新日本サーマルセラミックス社製）１０質量部、輻射抑制材としてグラファイト（商品名「ＣＰ．Ｂ」、日本黒鉛工業社製）１０質量部を追加して、ブレンダにより混合して芯材を得た。
その後、得られた芯材を用いて実施例１と同様にして得られた成形体の曲げ強度、一時破断後曲げ強度および真空断熱材の熱伝導率を測定した。【００６１】
［比較例１〜４］
芯材の組成を表１に示すとおりに変更した以外は、実施例１と同様にして得られた成形体の曲げ強度、一時破断後曲げ強度および真空断熱材の熱伝導率を測定した。【００６２】
【表１】
2015182768.tif 000003
【００６３】
なお、表１における略号は以下の意味を示す。
Ａ−１：ヒュームドシリカ（商品名「アエロジル３００」、比表面積３００ｍ２／ｇ、日本アエロジル社製。）。
Ａ−２：多孔質シリカ（商品名「Ｍ．Ｓ．ＧＥＬ」、ＡＧＣエスアイテック社製）。
Ａ−３：グラファイト（商品名「ＣＰ．Ｂ」、日本黒鉛工業社製）。
Ａ−４：炭化ケイ素（商品名「ニッソランダムＭＳＵ」、大平洋ランダム社製）。
Ｂ−１：シリカ・マグネシア・カルシア繊維（商品名「スーパーウール（Ｓｕｐｅｒｗｏｏｌ（登録商標）Ｐｌｕｓ）バルク」、Ｄ３０：２２７μｍ、Ｄ９０：９０２μｍ、平均繊維径：３μｍ、新日本サーマルセラミックス社製）。
Ｂ−２：ロックウール（商品名「ミネラルファイバー原綿ＮＭ８６００」、Ｄ３０：２５３μｍ、Ｄ９０：６６８μｍ、平均繊維径：７μｍ（ＪＩＳ  ９５０４）、太平洋マテリアル社製）。
Ｂ−３：シリカ・マグネシア・カルシア繊維（商品名「スーパーウール（Ｓｕｐｅｒｗｏｏｌ（登録商標）Ｐｌｕｓ）バルク」、新日本サーマルセラミックス社製）の粉砕品（Ｄ３０：７５μｍ、Ｄ９０：６２９μｍ、平均繊維径：３μｍ）。
Ｄ−１：けい酸ソーダ３号（ＡＧＣエスアイテック社製）。【００６４】
各例の曲げ強度、一時破断後曲げ強度の測定、および熱伝導率の測定を行った結果を表２に示す。
また、表２における「即時破断」とは、３点曲げ試験において、応力の最大値が観測されるひずみ以降でひずみを増加させるにつれて応力が漸減する領域が見られない、すなわち成形体に破断のきっかけが生じた直後に応力が０になることを意味する。【００６５】
【表２】
2015182768.tif 000004
【００６６】
表２に示すように、実施例１〜１２の成形体は、高い曲げ強度を有しているうえ、充分に高い一時破断後曲げ強度が観測され、ハンドリング性が良好であった。また、実施例１〜１２の真空断熱材は、熱伝導率が低く、優れた断熱性能を有していた。
一方、ヒュームドシリカの割合が少ない比較例１の成形体は、充分な曲げ強度が得られなかった。
芯材が繊維を含まない比較例２、４の成形体は、充分な曲げ強度を有していたものの、即時破断が起きて一時破断後曲げ強度が観測されず、ハンドリング性が不充分であった。
用いた繊維の繊維長Ｄ３０が１００μｍ未満である比較例３の成形体は、充分な曲げ強度を有していたものの、即時破断が起きて一時破断後曲げ強度が観測されず、ハンドリング性が不充分であった。
【産業上の利用可能性】
【００６７】
本発明により得られた真空断熱材は、優れた断熱特性を長期にわたって維持でき、省エネルギー化が求められる保温や保冷、断熱が必要な箇所に適用できる。具体的には、例えば住宅およびビルの壁・屋根・床・配管、太陽光・熱設備などの住設分野、恒温槽、湯沸かし器、温水タンク、炊飯器、冷蔵庫、冷凍庫、保冷庫・保冷タンク、自動販売機、クーラーボックス、保冷カバー、防寒服などの保温・保冷分野、ノートパソコン、液晶プロジェクター、コピー機、バッテリー、燃料電池などの電気・電子機器、半導体製造装置などの産業機器分野、自動車、バス、トラック、保冷車、列車、貨物車、船舶、航空機など移動体分野に適用が可能である。
なお、２０１４年５月３０日に出願された日本特許出願２０１４−１１３１７９号の明細書、特許請求の範囲、要約書および図面の全内容をここに引用し、本発明の明細書の開示として、取り入れるものである。
【符号の説明】
【００６８】
１  真空断熱材
１０  成形体
１２  外袋
【図１】
2015182768.tif 000005
【図２】
2015182768.tif 000006
【図３】
2015182768.tif 000007
【図４】
2015182768.tif 000008
【国際調査報告】
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