(57)【要約】  本発明は、ゾル−ゲル法によって多孔質材料の前駆体に由来する多孔質材料から作られている本体を製造する方法であって、（ｉ）鋳型（１０）を提供する工程であって、前記鋳型（１０）は、前記多孔質材料の前駆体を受け入れるための内部容積（１４）を規定する下部品（１２）を備え、前記内部容積が、製造される本体の形状を規定し、前記下部品（１２）は第１の開口（２０）を有し、前記本体は前記第１の開口（２０）を介して前記下部品（１２）から取り出すことができ、前記内部容積（１４）に面する前記下部品（１２）の表面（２４）は、前記多孔質材料の前駆体および／または本体に対して電気的散逸性かつ非粘着性である材料から作られたコーティング（２６）を少なくとも部分的に設けられている、工程（ｉｉ）前記多孔質材料の前駆体を第１の不活性または換気領域（５２）で前記下部品（１２）に充填し、前記前駆体は２つの反応性成分（ＣＡ、ＣＢ）と溶媒（Ｓ）とを含む、工程（ｉｉｉ）前記本体が前記多孔質材料の前駆体から形成される所定時間後に、前記本体を前記第１の開口（２０）を介して前記下部品（１２）から取り外す工程、（ｉｖ）前記本体を支持体（６６）の上に配置する工程、（ｖ）前記溶媒（Ｓ）を本体から除去する工程、を含む。【選択図】図３
2021515715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゾル−ゲル法によって多孔質材料の前駆体に由来する多孔質材料から作られている本体を製造する方法であって、
（ｉ）  鋳型（１０）を提供する工程であって、
前記鋳型（１０）が、
前記の多孔質材料の前駆体を受け入れるための内部容積（１４）を規定する下部品（１２）であって、製造すべき本体の形状を前記内部容積（１４）が規定する、下部品（１２）と、
前記本体を前記下部品（１２）から取り出すことができる少なくとも第１の開口（２０）と
を有しており、
前記内部容積（１４）と面している前記下部品（１２）の表面（２４）において、前記の多孔質材料の前駆体及び／又は前記本体に対して電気的散逸性かつ非粘着性である材料から作られているコーティング（２６）が少なくとも部分的に設けられている、工程、
（ｉｉ）  前記多孔質材料の前駆体を前記下部品（１２）に第１の不活性又は換気領域（５２）において充填する工程であって、前記前駆体が２つの反応性成分（ＣＡ，ＣＢ）と溶媒（Ｓ）とを含む、工程、
（ｉｉｉ）  前記本体が前記多孔質材料の前駆体から形成される所定時間の後に、前記本体を前記第１の開口（２０）を介して前記下部品（１２）から取り出す工程、
（ｉｖ）  前記本体を支持体（６６）の上に配置する工程、
（ｖ）  前記溶媒（Ｓ）を前記本体から除去する工程、
を含む、方法。
【請求項２】
前記鋳型（１０）が、前記第１の開口（２０）を閉じるように構成されたカバー部品（３４）と、第２の開口（３６）と、前記第２の開口（３６）を閉じるように構成された蓋（３８）と、をさらに備え、前記方法が、さらに、前記カバー部品（３４）によって前記第１の開口（２０）を閉じること、前記第２の開口（３６）を介して前記多孔質材料の前駆体を前記下部品（１２）に充填すること、及び前記蓋（３８）によって前記第２の開口（３６）を閉じることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１の開口（２０）及び／又は前記第２の開口（３６）を気密に閉じることをさらに含む、請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記本体が前記多孔質材料の前駆体から形成される所定の時の間後に、第２の不活性又は換気領域（６４）において、前記カバー部品（３４）を前記下部品（１２）から取り外すことをさらに含む、請求項２又は３に記載の方法。
【請求項５】
前記本体を前記下部品（１２）から取り出し、前記本体を前記支持体（６６）上に配置することが、前記支持体（６６）を前記下部品（１２）の上に配置し、前記下部品（１２）を前記支持体（６６）と共に回転させることを含む、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
前記支持体（６６）を前記下部品（１２）に固定することをさらに含む、請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記支持体（６６）が開口を備えている、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記本体から前記溶媒（Ｓ）を除去する前に、前記本体を第３の不活性領域（７０）で緩衝させることをさらに含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
複数の前記本体を前記第３の不活性領域（７０）で緩衝させ、その後、同時に複数の前記本体から前記溶媒（Ｓ）を除去することをさらに含む、請求項１から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
複数の前記本体を提供するために、工程（ｉ）から（ｉｖ）を続く順序で所定の回数繰り返すことをさらに含み、好ましくは、前記第１の不活性又は換気領域（５２）及び／又は前記第２の不活性又は換気領域（６４）の容積が、複数の前記本体の総体積に適応され、及び／又は、好ましくは、前記第１の不活性又は換気領域（５２）が、溶媒（Ｓ）の蒸気で充填されるか又は予め飽和された不活性領域であり、及び／又は、前記第２の不活性又は換気領域（６４）が、溶媒（Ｓ）の蒸気で充填されるか又は予め飽和された不活性領域である、請求項４から９のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
前記第３の不活性領域（７０）の容積が、複数の前記本体の総体積に適応され、及び／又は、前記第３の不活性領域（７０）が、ゲルの実質的な収縮が防止されるように前記溶媒（Ｓ）の蒸気で充填され、又は予め飽和され、前記第３の不活性領域が、好ましくは、チャンバによって規定される、請求項９又は１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の不活性又は換気領域（５２）及び／又は前記第２の不活性又は換気領域（６４）及び／又は前記第３の不活性領域（７０）を気密に封止することをさらに含む、請求項９から１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の不活性又は換気領域（５２）及び／又は前記第２の不活性又は換気領域（６４）が、チャンバによって規定される、請求項１から１２のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
前記第１の不活性又は換気領域（５２）が換気領域であり、及び／又は、前記第２の不活性又は換気領域（６４）が換気領域であり、前記チャンバがエアロック（６８）を備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記本体から前記溶媒（Ｓ）を除去することが、オートクレーブ又はオーブン（７２）を用いて行われる、請求項１から１４のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ゾル−ゲル法によって多孔質材料の前駆体から誘導される多孔質材料で作られる本体を製造するための方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多孔質材料、例えば、数ミクロン又はそれより著しく低い範囲のサイズの細孔、及び少なくとも７０％の高い多孔度を有するポリマー発泡体は、理論的考察に基づき特に良好な断熱材である。
【０００３】
小さい平均孔径を有するこのような多孔質材料は、例えば、ゾル−ゲル法及び続く乾燥により生成される有機エアロゲル又はキセロゲルの形態で存在することができる。ゾル−ゲル法では、反応性有機ゲル前駆体に基づくゾルがまず生成され、次にそのゾルが架橋反応によってゲル化されてゲルを形成する。ゲルから多孔質材料、例えばエアロゲルを得るためには、液体が除去されなければならない。簡単にするために、この工程は以下で乾燥と称する。例えば、エアロゲルの場合、二酸化炭素による超臨界乾燥のような一般的に特別な乾燥プロセスを必要とし、細孔が崩壊する可能性がある。
【０００４】
特に、多孔質材料を調製するプロセス中に、反応性前駆体及び溶媒を含む混合物が提供される。多孔質材料の形状を規定するために、この混合物が充填される鋳型が基本的に使用されてよい。ゲル化及び乾燥した後、このようにして形成された多孔質材料で作られた本体は鋳型から取り出されなければならない。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
鋳型の使用に関連する特定の問題は、溶媒蒸気が危険であり、爆発の危険性があり、開放の取り扱いが複雑であることである。特に、ゾル−ゲル法の典型的な有機溶媒は可燃性であり、環境有害性だけでなく、健康被害ももたらす可能性がある。さらに、溶媒の過剰な喪失は、特にエアロゲルの場合、ゲルの収縮を引き起こし、その不可逆的な損傷を引き起こす。溶媒の除去中において、周囲の雰囲気への溶媒の拡散は、乾燥を促進するためにゲルの全面で行われることが好ましく、さもなければ、ゲルが十分に乾燥せず、不十分な乾燥後に残留溶媒が蒸発して損傷を受け、細孔の崩壊につながる可能性がある。
【０００６】
したがって、本発明の１つの目的は上述の欠点を回避することにあった。特に、ゲルからの溶媒の早期蒸発を防止することを可能にする、多孔質材料で作られる本体を製造するための方法が提供されるべきである。一般に、ゾル−ゲル法に基づく多孔質材料に形状を与えることが望ましい。このことは鋳型で達成することができる。しかしながら、いくつかの相反する要因を考慮する必要がある。鋳型は、早期の溶媒蒸発による爆発の危険性、健康被害、又は品質の問題と、その結果としての細孔損傷を生じ得る早期の溶媒損失を防止するために、閉じる必要がある。このことは、基本的にはカバー部品や他の解決策で解決することができる。しかし、ゲルは、乾燥時間とあり得るゲルの損傷を減少するために、全ての面からよく乾燥させられる必要があり、そのことはアクセス可能な表面積を増加する。このため、鋳型をより開放的にする必要があるが、そのようにするとゾルが漏れてしまい、あるいはゾル−ゲル法の後に鋳型をより開放的な状態に変換するか、あるいはゲルを鋳型から取り出す必要がある。カバー部品は、ａ）溶媒蒸気が閉じられた容積に収容され、又は、爆発及び／又は健康被害を防止するように、例えば爆発の危険に対して不活性の雰囲気などによって捕捉されている場合、ｂ）ゲルからの溶媒の蒸発が、ゲルが早期の溶媒損失による細孔の損傷なしに、その後の乾燥工程に到達及び完了することができる程度に最小限に抑えられている場合、には省略することができる。この理由から、実際には、封入された不活性容積は、溶媒蒸気が内部に保持されるため、爆発及び健康被害を防止するために理にかなっている。しかしながら、ゲルからの蒸発は、細孔の損傷を防止するのに十分に小さいゲルからの溶媒量で周囲雰囲気を溶媒蒸気で飽和させることが達成されるような不活性容積が小さい場合にのみ最小化され、そこでは許容範囲のレベルはゲルに依存するか、又は不活性容積が溶媒蒸気で予め飽和又は部分的に予め飽和されているかどうかに依存する。このため、爆発や健康被害を防止するために、溶媒蒸気を捕捉するために換気容積を使用することも可能である。しかし、その場合、ゲルからの蒸発はより速く、したがって、細孔損傷の可能性の増加を最小化することがより困難になる。換気容積における滞留時間は可能な限り短くする必要がある。また、温度は、溶媒蒸発を減少させることにつながるため、下げられることができるが、これは技術的により難しく、コストもより高くなる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明によれば、この目的は、ゾル−ゲル法によって多孔質材料の前駆体に由来する多孔質材料で作られる本体を製造する方法によって解決され、該方法は、
（ｉ）  鋳型を提供する工程であって、
該鋳型は、多孔質材料の前駆体を受け入れるための内部容積を規定する下部品であって、前記内部容積が製造される本体の形状を規定する下部品と、前記本体が前記下部品から取り出されることができる少なくとも第１の開口とを有し、
前記内部容積に面する前記下部品の表面に、前記多孔質材料の前駆体から形成されるゲル及び／又は前記本体に対して電気的に散逸性かつ非粘着性の材料から成るコーティングが少なくとも部分的に設けられている、工程、
（ｉｉ）  前記多孔質材料の前駆体を前記下部品に第１の不活性又は換気領域で充填する工程であって、前記前駆体は２つの反応性成分と溶媒とを含む、工程、
（ｉｉｉ）  所定時間後に、前記本体を前記第１の開口を介して前記下部品から取り出す工程であって、前記本体は前記多孔質体の前駆体から形成されている、工程、
（ｉｖ）  前記本体を支持体の上に配置する工程、
（ｖ）  前記溶媒を前記本体から除去する工程、
を含む。
【０００８】
本発明の方法によれば、驚くべきことに、多孔質体の前駆体を下部品に第１の不活性又は換気領域で充填することにより、健康被害が防止され得ることが見出された。さらに、前記第１領域が不活性領域である場合には、溶媒の早期蒸発を防止することができる。特に、第１の不活性又は換気領域を設けることにより、危険な雰囲気の形成及び爆発の危険を防止することができる。より具体的には、前駆体を鋳型へ換気領域に充填することに関しては、十分な換気率が適用されている場合には、換気によって爆発の危険を防止する。可能な限り閉じられている鋳型が使用されている場合、又は生じたゲルが開いた鋳型内をすばやく通過する場合、換気領域での早期の溶媒蒸発が防止される。前駆体を鋳型へ不活性領域に充填することに関して、気密の鋳型が閉じられている場合、又は既に溶媒蒸気で飽和されている不活性領域で開放鋳型が使用されている場合、又は細孔の崩壊による品質への悪影響がなく、入ってくるゲルからの溶媒蒸気で飽和状態になるほど小さい不活性領域で開放鋳型が使用されている場合、不活性領域での早期の溶媒蒸発が防止される。
【０００９】
本発明の多孔質材料は、好ましくはエアロゲル又はキセロゲルである。
【００１０】
コーティングは、好ましくは、少なくとも１つのハロゲン含有ポリマーと少なくとも１つの無機充填剤を含む。より好ましくは、ハロゲン含有ポリマーは、例えばポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシポリマー、又はフッ素化エチレンプロピレンポリマーなどのフッ素化ポリマーである。
【００１１】
コーティングは、好ましくは、少なくとも１つの無機充填剤と、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシポリマー、及びフッ素化エチレンプロピレンポリマーからなる群から選択される少なくとも１つのポリマーを含む。特に好ましいのは、パーフルオロエチレンプロピレンなどのフッ素化エチレンプロピレンポリマーである。
【００１２】
好ましい実施形態は、特許請求の範囲及び明細書で見出すことができる。好ましい実施形態の組み合わせは、本発明の範囲を逸脱しない。使用される構成要素の好ましい実施形態が以下に記載される。
【００１３】
本発明によれば、下部品が内部容積を規定し、該内部容積は順に製造される多孔質材料の形状を規定する。多孔質材料の形状は、任意の形状であってよい。このように、形状は任意に規定されてもよく、これは、多孔質材料を広範囲の可能な形状で製造することを可能にする。好ましくは、形状は立方体である。内部容積に面する下部品の表面は、内部容積に面する下部品の表面は、多孔質材料及び本体の前駆体に対して電気的散逸性かつ非粘着性である材料から作られたコーティングが少なくとも部分的に設けられているため、ゲルに接触することを意図した下部品の領域が前駆体、多孔質材料及び／又はその中間生成物に付着することが防止される。これにより、多孔質材料から成る本体を第１の開口を通して鋳型から確実かつ完全に取り外すことができる。さらに、コーティングが電気的散逸性のある材料で作られているため、鋳型、ゾル及び／又はゲルの静電荷による爆発が防止され、鋳型を防爆環境で使用することができる。
【００１４】
本発明のさらなる展開によれば、鋳型は、さらに、第１の開口を閉じるように構成されたカバー部品と、第２の開口と、第２の開口を閉じるように構成された蓋と、を備え、該方法はさらに、カバー部品によって第１の開口を閉じること、第２の開口を介して多孔質材料の前駆体を下部品に充填すること、及び蓋によって第２の開口を閉じることをさらに含む。このように、鋳型は前駆体が下部品に充填された後に完全に閉じられることができ、これにより、充填された鋳型を不活性又は換気領域の外でさらに取り扱うことができる。
【００１５】
本発明のさらなる発展によれば、方法は、第１の開口及び／又は第２の開口を気密に閉じることをさらに含む。このようにして、早期蒸発が防止され、危険な成分の暴露や爆発の危険性が防止される。さらに、早期の溶媒蒸発及び／又は細孔の崩壊に起因する、得られるゲルの品質への悪影響が防止される。
【００１６】
本発明のさらなる発展によれば、方法は、本体が多孔質材料の前駆体から形成される予め定められた時間後に、第２の不活性又は換気領域において、カバー部品を下部品から取り除くことをさらに含む。このように、本体は、第１の開口を介して下部品から取り出されてもよい。特に、第２の不活性又は換気領域を設けることにより、危険な雰囲気の形成及び爆発の危険を防止することができる。換気領域での離型については、ゲルが迅速に通過する場合には、換気領域での早期の溶媒蒸発を防止することができる。しかし、溶媒の開放的な蒸発は、不要な溶媒の損失をもたらし、溶媒の過剰な蒸発は、細孔崩壊によるゲルの品質への悪影響をもたらす可能性があることに注意しなければならない。
【００１７】
本発明のさらなる発展によれば、本体を下部品から取り外し、本体を支持体上に配置することは、支持体を下部品上に配置することと、支持体と共に下部品を回転させることとを含む。このように、本体は、簡単な回転動作で下部品から取り外されることができる。回転後、本体は、好ましくは、取り外し工程のための任意のさらなる構成部材を省略することができるように、重力の方向に取り外される。
【００１８】
本発明のさらなる発展によれば、方法は、支持体を下部品に固定することをさらに含む。これにより、支持体の下部品からの望ましくない又は早期の分解が防止される。
【００１９】
本発明のさらなる発展によれば、方法は、下部品に充填される前に前駆体を混合することをさらに含む。したがって、前駆体の充填工程が簡略化される。
【００２０】
本発明のさらなる発展によれば、支持体は開口を備える。したがって、ゲルのすべての側面での周囲雰囲気中への溶媒の拡散が保証され、これにより、より多くのアクセス可能な表面積のために乾燥がより速くなり、不均一な乾燥が生じた場合に生じる可能性のあるゲル／エアロゲル／キセロゲル／クリオゲルの損傷を防ぐことが可能である。
【００２１】
本発明のさらなる発展によれば、方法は、本体が下部品から取り外される前に、本体を第２の不活性又は換気領域で緩衝させることをさらに含む。
【００２２】
本発明のさらなる発展によれば、方法は、本体から溶媒を除去する前に、本体を第３の不活性領域で緩衝させることをさらに含む。このようにして、本体は、一時的に緩衝され、適切な時点でさらに処理されてもよい。
【００２３】
本発明のさらなる発展によれば、方法はさらに、複数の本体を第３の不活性領域で緩衝させ、その後、同時に複数の本体から溶媒を除去することをさらに含む。このように、同時に複数の本体から溶媒を除去することによって方法の効率を高めることができる。
【００２４】
本発明のさらなる発展によれば、方法は、複数の本体を提供するために、工程（ｉ）から（ｉｖ）を続く順序で所定の回数繰り返すことをさらに含む。このように、この方法は、大規模な本体を提供することができる。
【００２５】
本発明のさらなる発展によれば、第３の不活性領域の容積が、複数の本体の総体積に適応され、及び／又は第３の不活性領域が、ゲルの実質的な収縮が防止されるように溶媒の蒸気で充填されるか、又は予め飽和される。第３の不活性領域の容積を複数の本体の総体積に適応させるということは、容積が総体積よりもわずかに大きいということを意味し、それにより容積が溶媒蒸気でかなり速く飽和し、さらなる、そして可能な過剰な早期蒸発、したがって本体への損傷が防止される。第３の不活性領域での溶媒による雰囲気の飽和がかなり速く実現されるため、第３の不活性領域が既に溶媒で飽和している場合にも、同様の効果が実現されることができる。
【００２６】
本発明のさらなる発展によれば、方法は、第３の不活性領域を気密に密封することをさらに含む。このようにして、第３の不活性領域から周囲の雰囲気への溶媒蒸気の漏れが防止され、これにより、爆発の危険、健康被害、及び環境有害性が防止される。
【００２７】
本発明のさらなる発展によれば、第１の不活性又は換気領域、及び／又は第２の不活性又は換気領域は、チャンバによって規定される。このように、十分に規定された空間が、危険又は爆発危険成分の漏出のリスクを減少させるように、抽出物、生成物及び中間生成物の取り扱いのために使用されてよい。
【００２８】
本発明のさらなる発展によれば、第１の領域は換気領域であり、及び／又は第２の領域は換気領域であり、そこではチャンバはエアロックを備える。したがって、任意の危険又は爆発危険の成分の漏出が最小限に抑えられる。
【００２９】
さらなる発展によれば、第３の不活性領域は、チャンバによって規定される。このように、十分に規定された空間が、危険又は爆発危険成分の漏出のリスクを減少させるように、抽出物、生成物及び中間生成物の取り扱いのために使用されてよい。
【００３０】
さらなる発展によれば、第３の不活性領域は、エアロックを備えるチャンバによって規定される。したがって、任意の危険又は爆発危険の成分の漏出が最小限に抑えられる。
【００３１】
本発明のさらなる発展によれば、本体からの溶媒の除去は、オートクレーブ又はオーブンを用いて行われる。このように、溶媒は、十分に確立された構造部材を用いて除去されてもよく、これにより、溶媒を再利用することさえ可能にすることができる。
【００３２】
本発明のさらなる発展によれば、方法はさらに、ゾルゲル工程の少なくとも５０サイクルでコーティングを再利用することをさらに含む。したがって、鋳型を経済的な方法で使用することができる。
【００３３】
本発明のさらなる発展によれば、上述の方法によって得られた又は得ることができる多孔質材料で作られる本体が開示されている。本発明により得られる多孔質材料で作られた本体は、高い機械的安定性と組み合わされた低い熱伝導率、高い多孔度、及び低い密度を備える。さらに、多孔質材料は、小さい平均孔径を有している。上述の特性の組み合わせは、断熱材の分野、特に建築材料としての換気状態での用途のための断熱材として使用されることを可能にする。
【００３４】
本発明のさらなる展開によれば、前述のような多孔質材料から成る本体、又は、上述の方法により得られた又は得ることができる多孔質材料の、断熱材としての又は真空断熱パネルとしての使用が開示されている。本発明により得られる多孔質材料で作られた本体は、有利な熱特性を有し、さらに、簡単な加工性及び高い機械的安定性、例えば低脆性などの有利な特性を有する。
【００３５】
本発明のさらなる発展によれば、多孔質材料で作られた本体は、内部又は外部の断熱システムにおいて使用される。本発明により得られる多孔質材料は、有利な熱特性と、簡単な加工性及び高い機械的安定性、例えば低脆性などのさらなる有利な特性を有する。
【００３６】
有機及び無機エアロゲル及びキセロゲル、同様にそれらの調製方法は、現技術水準から知られている。ゾル−ゲル法では、反応性ゲル前駆体に基づくゾルが最初に生成され、続いてそのゾルが架橋反応によってゲル化されてゲルを形成する。ゲルから多孔質材料、例えばエアロゲルを得るために、液体が除去されなければならない。簡単にするために、この工程は以下で乾燥と称される。
【００３７】
有機（例えばＰＵ）又は無機（例えばシリカ）の前駆体に基づくゲルモノリス又は粒子が、好ましくは超臨界抽出（すなわち、超臨界状態の媒体、例えばＣＯ２を使用すること）により乾燥され、有機、無機又はハイブリッドエアロゲルが得られることは、一般に知られている。
【００３８】
ゲルの化学的性質は様々であり得る。有機ゲルが提供される一方、無機ゲルもまた本発明による方法を適用されることが可能である。有機又は無機ゲルを調製する適切な方法は当業者に公知である。好ましくは、ゲルは、本発明による有機ゲルである。
【００３９】
原則として、方法はゲルの化学的性質に依存しない。したがって、本発明によれば、任意の有機又は無機ゲルが使用されることができ、例えば、合成ポリマー又は生体高分子に基づくゲルなどの有機ゲル又は無機ゲルが使用され得る。
【００４０】
したがって、さらなる実施形態によれば、本発明は上記の方法にも関し、そこではゲルは有機ゲルである。
【００４１】
本発明の目的に好ましい有機キセロゲル及びエアロゲルを以下に説明する。
【００４２】
有機エアロゲル又はキセロゲルは、イソシアネートに基づく、及び任意にイソシアネートに対して反応性のある他の成分に基づくことが好ましい。例として、有機エアロゲル又はキセロゲルは、イソシアネートと、ＯＨ−官能性及び／又はＮＨ−官能性化合物に基づくことができる。
【００４３】
本発明では、例えば、ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、又はポリ尿素に基づく有機キセロゲル、又はポリウレタン、ポリイソシアヌレート、又はポリ尿素に基づく有機エアロゲルが好ましい。
【００４４】
したがって、本発明の１つの好ましい実施形態は、上記のようなプロファイルを有する複合要素と、前記プロファイルによって少なくともある程度まで囲まれた断熱コアを提供し、前記有機多孔質材料は、ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、又はポリ尿素に基づく有機キセロゲル、ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、又はポリ尿素に基づく有機エアロゲル、及びこれらの２つ以上の組み合わせからなる群から選択される１つである。
【００４５】
有機エアロゲル又はキセロゲルは、イソシアネート、及びイソシアネートに対して反応性のある成分に基づいており、そこでは少なくとも１つの多官能芳香族アミンがイソシアネートに対して反応性のある成分として使用されていることが特に好ましい。有機キセロゲル又はエアロゲルがポリ尿素及び／又はポリイソシアヌレートに基づくものであることが好ましい。
【００４６】
「ポリ尿素に基づく」とは、有機キセロゲル又はエアロゲル中のモノマー単位の結合の少なくとも５０ｍｏｌ％、好ましくは少なくとも７０ｍｏｌ％、特に少なくとも９０ｍｏｌ％がウレタン結合の形態をとることを意味する。「ポリ尿素に基づく」とは、有機キセロゲル又はエアロゲルにおけるモノマー単位の結合の少なくとも５０ｍｏｌ％、好ましくは少なくとも７０ｍｏｌ％、特に少なくとも９０ｍｏｌ％が尿素結合の形態をとることを意味する。「ポリイソシアヌレートに基づく」とは、有機キセロゲル又はエアロゲルにおけるモノマー単位の結合の少なくとも５０ｍｏｌ％、好ましくは少なくとも７０ｍｏｌ％、特に少なくとも９０ｍｏｌ％がイソシアヌレート結合の形態をとることを意味する。「ポリ尿素及び／又はポリイソシアヌレートに基づく」とは、有機キセロゲル又はエアロゲル中のモノマー単位の結合の少なくとも５０ｍｏｌ％、好ましくは少なくとも７０ｍｏｌ％、特に少なくとも９０ｍｏｌ％が、尿素結合及び／又はイソシアヌレート結合の形態をとることを意味する。
【００４７】
ここで、本発明の複合要素は、種々のエアロゲル及びキセロゲルの組み合わせを有することもできる。本発明の目的のために、複合要素が複数の断熱コアを有することも可能である。また、本発明の目的のために、複合要素は、有機多孔質材料と共に、他の断熱材料、例えばポリウレタンを含むことも可能である。
【００４８】
有機多孔質材料という用語は、以下、本発明で使用される有機エアロゲル又はキセロゲルを指すために使用される。
【００４９】
使用される有機多孔質材料は、以下の工程を有する方法で得られることが好ましい：
（ａ）少なくとも１つの多官能イソシアネート（ａ１）及び少なくとも１つの多官能芳香族アミン（ａ２）を、任意に成分（ａ３）としての水の存在下で、かつ、任意には少なくとも１つの触媒（ａ４）の存在下での反応させること；
（ｂ）エアロゲル又はキセロゲルを得るために溶媒を除去すること。
【００５０】
工程（ａ）の目的のために好ましくは使用される成分（ａ１）から（ａ４）、及び定量的比率を以下に説明する。
【００５１】
成分（ａ１）という用語は、すべての多官能イソシアネート（ａ１）について以下で使用される。同様に、成分（ａ２）という用語は、すべての多官能芳香族アミン（ａ２）について以下で使用される。言及されたモノマー成分が、有機多孔質材料中に反応した形態で存在することは、当業者に明らかである。
【００５２】
本発明の目的のために、化合物の官能性とは、分子当たりの反応性基の数を意味する。モノマー成分（ａ１）の場合、官能性とは、分子当たりのイソシアネート基の数である。モノマー成分（ａ２）のアミノ基の場合、官能性とは、分子当たりの反応性アミノ基の数である。ここで多官能性化合物とは、少なくとも２以上の官能性を有する。
【００５３】
異なる官能性を有する化合物の混合物が成分（ａ１）又は（ａ２）として使用される場合、化合物の官能性は、それぞれの場合において、個々の化合物の官能性の数平均値から得られる。多官能性化合物は、分子当たり上記官能基のうち少なくとも２つの官能基を有する。
【００５４】
成分（ａ１）
成分（ａ１）として、少なくとも１つの多官能イソシアネートを使用することが好ましい。
【００５５】
本発明の方法の目的のために、成分（ａ１）の使用量は、好ましくは少なくとも２０重量％、特に少なくとも３０重量％、特に好ましくは少なくとも４０重量％、非常に特に好ましくは少なくとも５５重量％、特に少なくとも６８重量％であり、いずれの場合も成分（ａ１）、（ａ２）、及び関連する場合には成分（ａ３）の合計重量が１００重量％であることに基づいている。本発明の方法の目的のために、成分（ａ１）の使用量は、さらに好ましくは、多くても９９．８重量％、特に多くても９９．３％の重量、特に好ましくは多くても９７．５重量％であり、いずれの場合も成分（ａ１）、（ａ２）、及び関連する場合には（ａ３）の合計重量が１００重量％であることに基づいている。
【００５６】
使用できる多官能イソシアネートとしては、芳香族、脂肪族、脂環式、及び／又は芳香脂肪族のイソシアネートがある。このタイプの多官能イソシアネートは、それ自体が公知であるか、又はそれ自体が公知の方法で生成されることができる。多官能イソシアネートは、特に混合物の形態で使用されることもでき、この場合、成分（ａ１）はしたがって様々な多官能イソシアネートを含む。モノマーユニット（ａ１）として使用されることができる多官能イソシアネートは、モノマー成分の分子当たり２つ以上のイソシアネート基を有する（ここで、ジイソシアネートという用語が前者について以下で使用される）。
【００５７】
特に適切な化合物は、ジフェニルメタン２，２’−、２，４’−、及び／又は４，４’−ジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフチレン１，５−ジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリレン２，４−及び／又は２，６−ジイソシアネート（ＴＤＩ）、３，３’−ジメチルジフェニルジイソシアネート、１，２−ジフェニルエタンジイソシアネート、及び／又はｐ−フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、トリ−、テトラ−、ペンタ−、ヘキサ−、ヘプタ−、及び／又はオクタメチレンジイソシアネート、２−メチルペンタメチレン１，５−ジイソシアネート、２−エチルブチレン１，４−ジイソシアネート、ペンタメチレン１，５−ジイソシアネート、ブチレン１，４−ジイソシアネート、１−イソシアナト−３，３，５−トリメチル−５−イソシアナトメチル−シクロヘキサン（イソホロンジイソシアネート、ＩＰＤＩ）、１，４−及び／又は１，３−ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（ＨＸＤＩ）、シクロヘキサン１，４−ジイソシアネート、１−メチルシクロヘキサン２，４−及び／又は２，６−ジイソシアネート、及び、ジシクロヘキシルメタン４，４’−、２，４’−、及び／又は２，２’−ジイソシアネートである。
【００５８】
多官能イソシアネート（ａ１）としては、芳香族イソシアネートが好ましい。これは、水が成分（ａ３）として使用される場合に特に当てはまる。
【００５９】
以下は、成分（ａ１）の多官能イソシアネートの特に好ましい実施形態である：
ｉ）トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、特に２，４−ＴＤＩもしくは２，６−ＴＤＩ、又は２，４−及び２，６−ＴＤＩの混合物に基づく多官能イソシアネート；
ｉｉ）ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、特に２，２’−ＭＤＩ又は２，４’−ＭＤＩ又は４，４’−ＭＤＩ、又はオリゴマーＭＤＩ（ポリフェニルポリメチレンイソシアネートとも称される）、又は上記のジフェニルメタンジイソシアネートの２つ又は３つの混合物、又はＭＤＩの生成の間に得られる粗ＭＤＩ、又はＭＤＩの少なくとも１つのオリゴマー、及び上記の低分子量のＭＤＩ誘導体の少なくとも１つの混合物に基づく多官能イソシアネート；
ｉｉｉ）実施形態ｉ）の少なくとも１つの芳香族イソシアネート、及び実施形態ｉｉ）の少なくとも１種の芳香族イソシアネートの混合物。
【００６０】
オリゴマージフェニルメタンジイソシアネートは、多官能イソシアネートとして特に好ましい。オリゴマージフェニルメタンジイソシアネート（以下、オリゴマーＭＤＩと称する）は、複数のオリゴマー縮合物、及びその結果のジフェニルメタンジイソシアネート誘導体の混合物を伴う。多官能イソシアネートはまた、好ましくはモノマー芳香族ジイソシアネート及びオリゴマーＭＤＩの混合物から構成され得る。
【００６１】
オリゴマーＭＤＩは、２より大きい、特に３又は４又は５の官能性を有する１つ以上のＭＤＩの多核縮合物（ｐｏｌｙｎｕｃｌｅａｒ  ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ）を含む。オリゴマーＭＤＩは公知であり、しばしばポリフェニルポリメチレンイソシアネート、あるいはポリマーＭＤＩと称される。オリゴマーＭＤＩは、通常、異なる官能性を有するＭＤＩに基づくイソシアネートの混合物から構成される。オリゴマーＭＤＩは、通常、モノマーＭＤＩとの混合物で使用される。
【００６２】
オリゴマーＭＤＩを含むイソシアネートの（平均）官能性は、約２．２〜約５の範囲、特に２．４〜３．５の範囲、特に２．５〜３の範囲で変化し得る。異なる官能性を有するＭＤＩに基づく多官能イソシアネートのこのタイプの混合物は、特に、通常、塩酸による触媒とともに行うＭＤＩの生成中に、粗ＭＤＩ生成の中間生成物の形態で生成される粗ＭＤＩである。
【００６３】
ＭＤＩに基づく多官能イソシアネート及び複数の多官能イソシアネートの混合物は、公知であり、例として、ＢＡＳＦ  Ｐｏｌｙｕｒｅｈａｎｅｓ  ＧｍｂＨより商標Ｌｕｐｒａｎａｔ（登録商標）で販売されている。
【００６４】
成分（ａ１）の官能性は少なくとも２、特に少なくとも２．２、特に好ましくは少なくとも２．４であることが好ましい。成分（ａ１）の官能性は、好ましくは２．２から４、特に好ましくは２．４から３である。
【００６５】
成分（ａ１）におけるイソシアネート基の含有量は、好ましくは５から１０ｍｍｏｌ／ｇ、特に６から９ｍｍｏｌ／ｇ、特に好ましくは７から８．５ｍｍｏｌ／ｇである。当業者は、イソシアネート基の、ｍｍｏｌ／ｇにおける含有量、及びｇ／当量における当量として知られる特性が、相互関係を有することを知っている。ｍｍｏｌ／ｇでのイソシアネート基の含有量は、ＡＳＴＭ  Ｄ−５１５５−９６Ａに従って重量％での含有量から得られる。
【００６６】
好ましい一実施形態において、成分（ａ１）は、ジフェニルメタン４，４’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン２，４’−ジイソシアネート、ジフェニルメタン２，２’−ジイソシアネート、及びオリゴマージフェニルメタンジイソシアネートから選択される少なくとも１つの多官能イソシアネートから構成される。この好ましい実施形態の目的のため、成分（ａ１）は特に好ましくは、オリゴマージフェニルメタンジイソシアネートを含み、少なくとも２．４の官能性を有する。
【００６７】
使用される成分（ａ１）の粘度は幅広く変化し得る。成分（ａ１）は、１００から３０００ｍＰａ．ｓ、特に２００から２５００ｍＰａ．ｓの粘度を有することが好ましい。
成分（ａ２）
本発明は、成分（ａ２）として、少なくとも１つの多官能ＯＨ−官能化又はＮＨ−官能化化合物を使用する。
【００６８】
本発明の好ましい方法の目的のため、成分（ａ２）は少なくとも１つの多官能芳香族アミンである。
【００６９】
成分（ａ２）は、ある程度その場で生成することができる。このタイプの実施形態において、工程（ａ）のための反応は、水（ａ３）の存在下で行われる。水はイソシアネート基と反応し、ＣＯ２の放出と共にアミノ基を与える。したがって、多官能アミンは、ある程度、（その場で）中間生成物として生成される。反応において、それらは、イソシアネート基と反応して尿素結合を与える。
【００７０】
この好ましい実施形態において、反応は水（ａ３）、及び成分（ａ２）としての多官能芳香族アミンの存在下で、及び任意で触媒（ａ４）の存在下で行われる。同様に好ましいように、別の実施形態においては、成分（ａ１）及び成分（ａ２）としての多官能芳香族アミンの反応は、任意で触媒（ａ４）の存在下で行われる。ここでは水（ａ３）は存在していない。
【００７１】
多官能芳香族アミンはそれ自体当業者に知られている。多官能アミンは、分子当たり少なくとも２つのイソシアネートに対して反応性のアミノ基を有するアミンである。ここでイソシアネートに対して反応性の基は、第一級及び第二級アミノ基であり、ここで第一級アミノ基の反応性は、一般に、第二級アミノ基の反応性よりも著しく高い。
【００７２】
多官能芳香族アミンは、好ましくは、２つの第一級アミノ基を有する二核（ｂｉｎｕｃｌｅａｒ）芳香族化合物（二官能芳香族アミン）、２つより多い第一級アミノ基を有する対応する三（ｔｒｉ−）、又は多核（ｐｏｌｙｎｕｃｌｅａｒ）芳香族化合物、又は、上記化合物の混合物である。特に好ましい成分（ａ２）の多官能芳香族アミンは、ジアミノジフェニルメタンの異性体及び誘導体である。
【００７３】
上記の二官能二核芳香族アミンは、特に好ましくは一般式Ｉのものである、
【化１】
2021515715.tif 000003
式中、Ｒ１及びＲ２は同一でも異なっていてもよく、互いに独立して、水素及び１〜６つの炭素原子を有する直鎖状又は分岐状アルキル基から選択され、及び、全ての置換基Ｑ１〜Ｑ５及びＱ１’〜Ｑ５’は同一であるか又は異なり、互いに独立して、水素、第一級アミノ基、及び１〜１２個の炭素原子を有する直鎖状又は分岐状アルキル基から選択され、そこではアルキル基はさらなる官能基を有してもよく、ただし一般式Ｉの化合物が少なくとも２つの第一級アミノ基を有し、Ｑ１、Ｑ３及びＱ５のうち少なくとも１つが第一級アミノ基であり、Ｑ１’、Ｑ３’及びＱ５’のうち少なくとも１つが第一級アミノ基である。
【００７４】
一実施形態において、一般式Ｉの置換基Ｑのためのアルキル基は、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル及びｔｅｒｔ−ブチルから選択される。以下、この種類の化合物は、置換芳香族アミン（ａ２−ｓ）と称される。しかしながら、全ての置換基Ｑは、それらが上記で規定されているアミノ基でない範囲（使用される用語は、非置換多官能芳香族アミンである）で水素であることは同様に好ましい。一般式ＩのためのＲ１及びＲ２は、同一であるか又は異なり、及び、互いに独立して水素、第一級アミノ基、及び１〜６つの炭素原子を有する直鎖状又は分岐状アルキル基から選択されることが好ましい。Ｒ１及びＲ２は、水素及びメチルから選択されることが好ましい。特に好ましくはＲ１＝Ｒ２＝Ｈである。
【００７５】
他の適切な多官能芳香族アミン（ａ２）は、特にトルエンジアミンの異性体及び誘導体である。成分（ａ２）の目的のために、特に好ましいトルエンジアミンの異性体及び誘導体は、トルエン−２，４−ジアミン及び／又はトルエン−２，６−ジアミン及びジエチルトルエンジアミン、特に３，５−ジエチルトルエン−２，４−ジアミン及び／又は３，５−ジエチルトルエン−２，６−ジアミンである。
【００７６】
成分（ａ２）は、４，４’−ジアミノジフェニルメタン、２，４’−ジアミノジフェニルメタン、２，２’−ジアミノジフェニルメタン及びオリゴマージアミノジフェニルメタンから選択される少なくとも１つの多官能芳香族アミンを含むことが特に非常に好ましい。
【００７７】
オリゴマージアミノジフェニルメタンは、アニリン及びホルムアルデヒドの１つ以上の多核メチレン架橋縮合物を含む。オリゴマーＭＤＡは、少なくとも１つ、しかし一般的には複数の、２を超える、特に３又は４又は５の官能性を有するＭＤＡのオリゴマーを含む。オリゴマーＭＤＡは既知であり、それ自体既知の方法により生成することができる。オリゴマーＭＤＡは通常はモノマーＭＤＡとの混合物の形態で使用される。
【００７８】
成分（ａ２）の多官能アミンの（平均）官能性は、このアミンがオリゴマーＭＤＡを含む場合、約２．３〜約５、特に２．３〜３．５、特に２．３〜３の範囲で変化し得る。このような様々な官能性を有するＭＤＡに基づく多官能アミンの混合物の１つは、特に粗ＭＤＩであり、それは特に、アニリンとホルムアルデヒドとの縮合中に通常は塩酸により触媒される粗ＭＤＩの生成の中間生成物として生成される。
【００７９】
少なくとも１つの多官能芳香族アミンが、ジアミノジフェニルメタン、又はジアミノジフェニルメタンの誘導体を含むことが特に好ましい。少なくとも１つの多官能芳香族アミンが、オリゴマージアミノジフェニルメタンを含むことが特に好ましい。成分（ａ２）が、化合物（ａ２）としてオリゴマージアミノジフェニルメタンを含み、その全官能性が、少なくとも２．１であることが特に好ましい。特に、成分（ａ２）はオリゴマージアミノジフェニルメタンを含み、その官能性は少なくとも２．４である。
【００８０】
本発明の目的のために、成分（ａ２）のために置換多官能芳香族アミンを使用して第一級アミンの反応性を制御することが可能である。上記及び以降（ａ２−ｓ）と称される下記の置換多官能芳香族アミンは、単独で、又は上記の（非置換）ジアミノジフェニルメタン（式Ｉにおける全てのＱは、それらがＮＨ２でない範囲で、水素である）との混合物で使用されることができる。
【００８１】
この実施形態において、上記式Ｉの目的のためのＱ２，Ｑ４、Ｑ２’、及びＱ４’は、付随する規定を含めて、一般式Ｉの化合物が少なくとも１つの直鎖状又は分岐状のアルキル基を有するように選択されることが好ましく、それは芳香族環に結合した少なくとも１つの第一級アミノ基に関してα位に１〜１２個の炭素原子を有するさらなる官能基を有することができる。本実施形態において、Ｑ２，Ｑ４、Ｑ２’、及びＱ４’は、置換芳香族アミン（ａ２−ｓ）が、それぞれα位に１〜１２個の炭素原子を有する１つ又は２つの直鎖状又は分岐状アルキル基を有する少なくとも２個の第一級アミノ基を有するように選択されることが好ましく、そこではそれらはさらなる官能基を有することができる。Ｑ２，Ｑ４、Ｑ２’、及びＱ４’の１つ以上が、それらが１〜１２個の炭素原子を有する直鎖状又は分岐状のアルキル基であるように選択されるという範囲で、これらがさらなる官能基を有する場合、これらの官能基としては、アミノ基及び／又はヒドロキシ基、及び／又はハロゲン原子が好ましい。
【００８２】
アミン（ａ２−ｓ）は、３，３’，５，５’−テトラアルキル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、３，３’，５，５’−テトラアルキル−２，２’−ジアミノジフェニルメタン、及び３，３’，５，５’−テトラアルキル−２，４’−ジアミノジフェニルメタンからなる群から選択されることが好ましく、３、３’、５、及び５’位のアルキル基は、同一でも異なっていてもよく、互いに独立して１〜１２個の炭素原子を有する直鎖状又は分岐状のアルキル基から選択され、これらはさらなる官能基を有してもよい。上記のアルキル基、メチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル又はｔｅｒｔ−ブチル（それぞれの場合で非置換）であることが好ましい。
【００８３】
一実施形態において、置換基Ｑの１つ以上のアルキル基の水素原子の１つ、複数、又は全ては、ハロゲン原子、特に塩素によって置換されていてもよい。あるいは、置換基Ｑの１つ以上のアルキル基の水素原子の１つ、複数、又は全ては、ＮＨ２又はＯＨによって置換されていてもよい。しかしながら、一般式Ｉのためのアルキル基は、炭素及び水素から構成されることが好ましい。
【００８４】
特に好ましい一実施形態において、成分（ａ２−ｓ）は、３，３’，５，５’−テトラアルキル−４，４’−ジアミノジフェニルメタンを含み、アルキル基は、同一でも異なっていてもよく、及び互いに独立して１〜１２個の炭素原子を有する直鎖状又は分岐状のアルキル基から選択され、これらは官能基を任意に有してもよい。上記のアルキル基は、好ましくは非置換のアルキル基、特にメチル、エチル、ｎ−プロピル、イソプロピル、ｎ−ブチル、ｓｅｃ−ブチル、及びｔｅｒｔ−ブチルから選択され、特に好ましくはメチル及びエチルから選択される。３，３’，５，５’−テトラエチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタン、及び／又は３，３’，５，５’−テトラメチル−４，４’−ジアミノジフェニルメタンが特に非常に好ましい。
【００８５】
上記の成分（ａ２）の多官能アミンは、それ自体当業者には既知であるか、又は既知の方法で生成されることができる。これら既知の方法の１つは、アニリン又はアニリン誘導体とホルムアルデヒドとを、酸性触媒を用いて反応させる方法である。
【００８６】
上記で説明した通り、成分（ａ３）としての水は、多官能芳香族アミンを置き換えることができ、そこでは水は成分（ａ１）の追加の多官能芳香族イソシアネートと事前に計算された量で反応し、その場で相当する多官能芳香族アミンを与える。
【００８７】
有機ゲル前駆体（Ａ）という用語は、以下、成分（ａ１）〜（ａ３）について使用される。
【００８８】
触媒（ａ４）
好ましい一実施形態において、本発明の方法は、好ましくは、成分（ａ４）として少なくとも１つの触媒の存在下で実行される。
【００８９】
使用可能な触媒は、原則として、当業者に知られており、イソシアネートの三量化を加速させる触媒（これらは三量化触媒として知られている）、及び／又はイソシアネートとアミノ基との反応を加速させる任意の触媒（これらはゲル化触媒として知られている）、及び／又は―水が使用される範囲で―イソシアネートと水との反応を加速させる触媒（これらは発泡触媒として知られている）である。
【００９０】
対応する触媒は、それ自体知られており、上記３つの反応について異なる方法で機能する。したがって、それらは性能に応じて、上記タイプの１つ以上に割り当てられることができる。当業者はさらに、上記反応以外の反応も生じ得ることを知っている。
【００９１】
対応する触媒は、とりわけそれらの発泡に対するゲル化比に基づいて特徴付けることができ、例としてＰｏｌｙｕｒｅｈａｎｅ［Ｐｏｌｙｕｒｅｈａｎｅｓ］３ｒｄ  ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｇ．Ｏｅｔｅｒｌ，Ｈａｎｓｅｒ  Ｖｅｒｌａｇ，Ｍｕｎｉｃｈ，１９９３年、１０４〜１１０頁により知られている。
【００９２】
成分（ａ３）がない場合、すなわち水が使用されない場合、好ましい触媒は、三量化プロセスに関して著しい活性を有する。これはネットワーク構造の均一性に有利な効果を有し、結果として、特に有利な機械的特性が得られる。
【００９３】
成分（ａ３）として水が使用される限り、好ましい触媒（ａ４）は、バランスのとれた発泡に対するゲル化比を有し、それによって成分（ａ１）と水との反応が、ネットワーク構造に不利な影響を伴って過度に促進されず、同時に短いゲル化時間が得られ、それにより離型時間が有利に短縮する。好ましい触媒は、同時に三量化に関して著しい活性を有する。これは、ネットワーク構造の均一性に有利な効果を有し、特に有利な機械的特性を与える。
【００９４】
触媒はモノマー単位（組み込み可能な触媒）であっても、又は組み込み不可能であってもよい。
【００９５】
成分（ａ４）の最小有効量を使用することは、有利である。成分（ａ１）、（ａ２）及び（ａ３）の合計１００重量部に基づいて、成分（ａ４）を、０．０１〜５重量部、特に０．１〜３重量部、特に好ましくは０．２〜２．５重量部使用することが好ましい。
【００９６】
成分（ａ４）の目的のための好ましい触媒は、第一級、第二級、及び第三級アミン、トリアジン誘導体、有機金属化合物、金属キレート、第四級アンモニウム塩、水酸化アンモニウム、ならびにアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物、アルコキシド、及びカルボキシレートからなる群から選択される。
【００９７】
適切な触媒は、特に、強塩基、例えばアルキル部分に１〜４つの炭素原子を有する水酸化テトラアルキルアンモニム及び水酸化ベンジルトリメチルアンモニウムなどの第四級水酸化アンモニウム、例えば水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物、及び例えばナトリウムメトキシド、カリウムエトキシド、及びナトリウムエトキシド、及びカリウムイソプロポキシドなどのアルカリ金属アルコキシドである。
【００９８】
さらに適切な三量化触媒は、特にカルボン酸のアルカリ金属塩、例えばギ酸カリウム、酢酸ナトリム、酢酸カリウム、酢酸セシウム、酢酸アンモニウム、プロピオン酸カリウム、ソルビン酸カリウム、２−エチルヘキサン酸カリウム、オクタン酸カリウム、トリフルオロ酢酸カリウム、トリクロロ酢酸カリウム、クロロ酢酸ナトリウム、ジクロロ酢酸ナトリウム、トリクロロ酢酸ナトリウム、アジピン酸カリウム、安息香酸カリウム、安息香酸ナトリウム、１０〜２０個の炭素原子を有し、及び任意に側面ＯＨ基を有する長鎖脂肪酸のアルカリ金属塩である。
【００９９】
他の適切な触媒は、特にＮ−ヒドロキシアルキル第四級アンモニウムカルボキシレート、例えばギ酸トリメチルヒドロキシプロピルアンモニウムである。
【０１００】
適切な有機リン化合物、特にホスホレンの酸化物の例は、１−メチルホスホレンオキシド、３−メチル−１−フェニルホスホレンオキシド、１−フェニルホスホレンオキシド、３−メチル−１−ベンジルホスホレンオキシドである。
【０１０１】
有機金属化合物は、それ自体、特にゲル化触媒として当業者に既知であり、同様に触媒（ａ４）として適切である。スズ２−エチルヘキサノエート及びジブチルスズジラウレートなどの有機スズ化合物が、成分（ａ４）の目的のために好ましい。金属アセチルアセトネート、特に亜鉛アセチルアセトネートがさらに好ましい。
【０１０２】
第三級アミンは、それ自体、ゲル触媒及び三量化触媒として当業者に知られている。第三級アミンは、触媒（ａ４）として、特に好ましい。好ましい第三級アミンは、特に、Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ’−ジメチルピペラジン、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、例えばＮ，Ｎ’，Ｎ”−トリス（ジメチルアミノプロピル）−ｓ−ヘキサヒドロトリアジンなどのＮ，Ｎ’，Ｎ”−トリス（ジアルキルアミノアルキル）−ｓ−ヘキサヒドロトリアジン、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ペンタメチルジエチレントリアミン、メチルイミダゾール、ジメチルイミダゾール、アミノプロピルイミダゾール、ジメチルベンジルアミン、１，６−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデク−７−エン、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン（ＩＵＰＡＣ：１，４−ジアザビシクロ［２，２，２］オクタン）、ジメチルアミノエタノールアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエトキシエタノール、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、及びジイソプロパノールアミン、メチルジエタノールアミン、ブチルジエタノールアミン、及びヒドロキシエチルアニリンである。
【０１０３】
成分（ａ４）の目的のために特に好ましい触媒は、Ｎ，Ｎ−ジメチルシクロヘキシルアミン、ビス（２−ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ−ペンタメチルジエチレントリアミン、メチルイミダゾール、ジメチルイミダゾール、アミノプロピルイミダゾール、ジメチルベンジルアミン、１，６−ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデク−７−エン、トリスジメチルアミノプロピルヘキサヒドロトリアジン、トリエチルアミン、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、トリエチレンジアミン（ジアザビシクロ［２，２，２］オクタン）、ジメチルアミノエタノールアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ−ジメチルアミノエトキシエタノール、Ｎ，Ｎ，Ｎ−トリメチルアミノエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、メチルジエタノールアミン、ブチルジエタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリン、金属アセチルアセトネート、酢酸塩、プロピオン酸塩、ソルビン酸塩、ヘキサン酸エチル、オクタン酸塩及び安息香酸塩からなる群から選択される。
【０１０４】
本発明の目的のための好ましい触媒（ａ４）の使用は、改善された機械的特性、特に改善した圧縮強度を有する多孔質材料をもたらす。さらに、触媒（ａ４）の使用は、ゲル化時間を短縮、すなわち、他の特性に一切不利な影響なしに、ゲル化反応を加速させる。
溶媒
本発明において使用される有機エアロゲル又はキセロゲルは、溶媒の存在下で生成される。
【０１０５】
本発明の目的のため、溶媒という用語は、液体希釈剤、すなわち狭義での溶媒だけでなく、分散媒体も含む。混合物は、特に真性の溶液、コロイド溶液、又は例えば乳濁液又は懸濁液などの分散液であってよい。混合物は真性の溶液であることが好ましい。溶媒は、工程（ａ）の条件下で液体である化合物、好ましくは有機溶媒である。
【０１０６】
使用される溶媒は、原則として有機化合物、又は複数の化合物の混合物を含むことができ、溶媒は、混合物が供給される温度条件及び圧力条件（簡略化して溶液条件）下で液体である。溶媒の組成は、溶媒が、有機ゲル前駆体を溶解又は分散させる、好ましくは溶解させることが可能であるように選択される。有機エアロゲル又はキセロゲルを生成するための上記の好ましい方法のために、好ましい溶媒は、有機ゲル前駆体（Ａ）のための溶媒、すなわち、反応条件下で有機ゲル前駆体（Ａ）が完全に溶解するものである。
【０１０７】
溶媒の存在下での反応の初期反応生成物は、ゲル、すなわち溶媒で膨潤した粘弾性の化学的ネットワークである。形成されたネットワークに対して良好な膨潤剤である溶媒は通常、微細な細孔、及び小さい平均孔径を有するネットワークをもたらす一方で、得られるゲルの膨潤剤として不十分な溶媒は通常、大きい平均孔径を有する粗い細孔のネットワークをもたらす。
【０１０８】
したがって、溶媒の選択は、所望の孔径分布、及び所望の多孔性に影響を及ぼす。溶媒の選択は、一般に、本発明の方法の工程（ａ）の間又は後に沈殿反応生成物の形成による沈殿又は凝集を非常に実質的に回避するような方法でも行われる。
【０１０９】
適切な溶媒が選択されると、沈殿反応生成物の割合は、通常、混合物の総重量に基づいて、１重量％未満である。特定の溶媒中で形成される沈殿生成物の量は、ゲル化点の前に、適切なフィルタを通し反応混合物をろ過することにより、重量測定で決定することができる。
【０１１０】
使用できる溶媒は、先行技術からイソシアネートに基づくポリマーのための溶媒であることが知られている。ここで好ましい溶媒は、成分（ａ１）、（ａ２）、及び該当する場合は（ａ３）のための溶媒、すなわち、成分（ａ１）、（ａ２）、及び該当する場合は（ａ３）の成分が反応条件下で実質的に完全に溶解するものである。溶媒は、成分（ａ１）に対して不活性、すなわち、それと反応しないものであることが好ましい。
【０１１１】
使用できる溶媒の例は、ケトン、アルデヒド、アルキルアルカノエート、ホルムアミド及びＮ−メチルピロリドンなどのアミド、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド、脂肪族及び脂環式ハロゲン化炭化水素、ハロゲン化芳香族化合物、及びフッ素化エーテルが挙げられる。上記の化合物の２つ以上で作られた混合物を使用することも可能である。
【０１１２】
アセタール、特にジエトキシメタン、ジメトキシメタン、及び１，３−ジオキソランもまた、溶媒として使用することができる。
【０１１３】
ジアルキルエーテル及び環状エーテルも、溶媒として適切である。好ましいジアルキルエーテルは特に２つから６つの炭素原子を有するもの、特にメチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルプロピルエーテル、メチルイソプロピルエーテル、プロピルエチルエーテル、エチルイソプロピルエーテル、ジプロピルエーテル、プロピルイソプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルブチルエーテル、メチルイソブチルエーテル、メチルｔｅｒｔ−ブチルエーテル、エチル−ｎ−ブチルエーテル、エチルイソブチルエーテル、及びエチルｔｅｒｔ−ブチルエーテルである。特に好ましい環状エーテルは、テトラヒドロフラン、ジオキサン、及びテトラヒドロピランである。
【０１１４】
他の好ましい溶媒は、アルキルアルカノエート、特にギ酸メチル、酢酸メチル、ギ酸エチル、酢酸ブチル、及び酢酸エチルである。好ましいハロゲン化溶媒は、ＷＯ００／２４７９９、４頁、１２行〜５頁４行に記載されている。
【０１１５】
アルデヒド、及び／又はケトンは、好ましい溶媒である。溶媒として適切なアルデヒド、又はケトンは特に、一般式Ｒ２−（ＣＯ）−Ｒ１に対応するものであり、ここでＲ１及びＲ２は、水素、又は１、２、３又は４つの炭素原子を有するアルキル基である。適切なアルデヒド又はケトンは特に、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ｎ−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、２−エチルブチルアルデヒド、バレルアルデヒド、イソペンタアルデヒド、２−メチルペンタアルデヒド、２−エチルヘキサアルデヒド、アクロレイン、メタクロレイン、クロトンアルデヒド、フルフラール、アクロレイン二量体、メタクロレイン二量体、１，２，３，６−テトラヒドロベンズアルデヒド、６−メチル−３−シクロヘキセンアルデヒド、シアンアセトアルデヒド、グリオキシル酸エチル、ベンズアルデヒド、アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチル−ｎ−ブチルケトン、エチルイソプロピルケトン、２−アセチルフラン、２−メトキシ−４−メトキシペンタン−２−オン、シクロヘキサノン及びアセトフェノンである。上記のアルデヒド及びケトンは、混合物の形態でも使用されることもできる。溶媒として、置換基当たり３つまでの炭素原子を有するアルキル基を有するケトン及びアルデヒドが、特に好ましい。一般式Ｒ１（ＣＯ）Ｒ２のケトンが、特に極めて好ましく、式中、Ｒ１及びＲ２は、互いに独立して、１つから３つの炭素原子を有するアルキル基から選択される。第一の好ましい実施形態において、ケトンはアセトンである。別の好ましい実施形態において、２つの置換基Ｒ１及び／又はＲ２の少なくとも１つは、少なくとも２つの炭素原子を有するアルキル基、特にメチルエチルケトンを含む。本発明の方法と組合せて上記の特に好ましいケトンを使用することにより、特に小さい平均孔径を有する多孔質材料が得られる。限定を意図するものではないが、得られるゲルの細孔構造は、上記の特に好ましいケトンの比較的高い親和性のために、特に微細であると考えられる。
【０１１６】
多くの場合において、特に適切な溶媒は、上記溶媒から選択され、互いに完全に混和する２つ以上の化合物の混合物を使用することにより得られる。
【０１１７】
成分（ａ１）、（ａ２）、及び該当する場合は（ａ３）、及び該当する場合は（ａ４）、及び溶媒は、本発明の方法の工程（ａ）における反応の前に、適切な形態で供給されることが好ましい。
【０１１８】
一方で成分（ａ１）、並びに他方では（ａ２）及び該当する場合は（ａ３）、及び該当する場合は（ａ４）が、それぞれ溶媒の適切な一部として別々に供給されることが好ましい。別々の供給は、混合プロセスの前又はその間のゲル化反応の理想的な監視又は制御を可能にする。
【０１１９】
水が成分（ａ３）として使用される限り、成分（ａ３）を成分（ａ１）とは別に供給することが特に好ましい。これにより、成分（ａ２）が存在しないでネットワークの形成を伴う水と成分（ａ１）の反応を回避する。そうでなければ、水と成分（ａ１）の予混合は、細孔構造の均一性及び得られる材料の熱伝導率に関して、より少ない有利な特性をもたらす。
【０１２０】
工程（ａ）を実施する前に供給される混合物はまた、さらなる成分として、当業者に公知の補助剤を含むこともできる。例として、界面活性剤物質、核形成剤、酸化安定剤、潤滑剤及び離型剤、染料及び顔料、例えば加水分解、光、熱、又は変色に対する安定剤、無機及び／又は有機充填剤、補強剤、及び殺生物剤を挙げることができる。
【０１２１】
上記の補助剤及び添加剤に関するさらなる詳細は、技術文献、例えばＰｌａｓｔｉｃｓ  Ａｄｄｉｔｉｖｅ  Ｈａｎｄｂｏｏｋ，５ｔｈ  ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｈ．Ｚｗｅｉｆｅｌ，ｅｄ．Ｈａｎｓｅｒ  Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｍｕｎｃｈｅｎ，２００１年、１頁、及び４１〜４３頁に見出すことができる。
【０１２２】
方法の工程（ａ）における反応を実行するため、まず、工程（ａ）の反応の前に供給される成分の均一な混合物を生成する必要がある。
【０１２３】
工程（ａ）の目的のために反応される成分は、従来の方法で供給され得る。この目的のためには、良好で迅速な攪拌を達成するために、攪拌器、又は他の混合装置を使用することが好ましい。混合プロセスにおける欠陥を回避するため、均一な混合物を生成するために必要とされる時間は、ゲル化反応が、少なくとも部分的にゲルの形成をもたらすまでの時間との関連で短くなければならない。他の混合条件は一般に重要ではなく、例として、混合プロセスは、０〜１００℃、及び０．１〜１０ｂａｒ（絶対圧）、特に例として、室温及び大気圧で実施することができる。均一な混合物が生成されると、混合装置は好ましくはスイッチオフされる。
【０１２４】
ゲル化反応は、重付加反応、特にイソシアネート基、及びアミノ基又はヒドロキシ基の重付加反応を伴う。
【０１２５】
本発明の目的のため、ゲルは、液体（ソルボゲル又はリオゲル、若しくは、水が液体として使用される場合：アクアゲル又はヒドロゲルという用語が使用される）と接触しているポリマーに基づく架橋系である。ここで、ポリマー相は、連続的する三次元的ネットワークを形成する。
【０１２６】
本発明の方法の工程（ａ）の目的のため、ゲルは通常、静置、すなわち、単に混合物を収容する容器、反応容器、又は反応器（以下、ゲル化装置と称する）を静置することにより生成される。ゲル化（ゲル形成）プロセスの間に、混合物はさらに攪拌、又は混合されないことが好ましい、なぜならこれはゲルの形成を妨げる可能性があるからである。ゲル化プロセスの間、混合物を覆うか、又はゲル化装置を密封することが有利であることが証明されている。
【０１２７】
ゲル化プロセス自体は当業者に公知であり、例えばＷＯ２００９／０２７３１０の２１頁１９行〜２３頁１３行に記載されている。
【０１２８】
原則として、いかなる溶媒も、それが二酸化炭素と混和可能であるか、又は得られたゲルからの溶媒の除去を可能にする十分な沸点を有するかである限り使用することができる。一般に、溶媒は、当技術分野で公知の他の液体を使用することもできるが、低分子有機化合物、すなわち１つから６つ、好ましくは２つから４つの炭素原子を有するアルコールである。可能な溶媒は、例えば、ケトン、アルデヒド、アルキルアルカノエート、ホルムアミドなどのアミド、Ｎ−メチルピロリドン、Ｎ−エチルピロリドン、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド、脂肪族及び脂環式ハロゲン化炭化水素、ハロゲン化芳香族化合物、及びフッ素化エーテルが挙げられる。上記の化合物の２つ以上で作られた混合物を使用することも可能である。他の有用な液体の例としては、酢酸エチル、アセト酢酸エチル、アセトン、ジクロロメタン、イソプロパノール、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、プロピレンカーボネートなどが挙げられるが、これらに限定されない。
【０１２９】
溶媒のさらなる可能性はアセタール特にジエトキシメタン、ジメトキシエタン及び１，３−ジオキソランである。
【０１３０】
ジアルキルエーテル及び環状エーテルも同様に溶媒として適している。好ましいジアルキルエーテルは、特に、２つから６つの炭素原子を有するものであり、特にメチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルプロピルエーテル、メチルイソプロピルエーテル、プロピルエチルエーテル、エチルイソプロピルエーテル、ジプロピルエーテル、プロピルイソプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルブチルエーテル、メチルイソブチルエーテル、メチルｔ−ブチルエーテル、エチルｎ−ブチルエーテル、エチルイソブチルエーテル及びエチルｔ−ブチルエーテルである。好ましい環状エーテルは、特にテトラヒドロフラン、ジオキサン及びテトラヒドロピランである。
【０１３１】
アルデヒド及び／又はケトンが溶媒として特に好ましい。溶媒として適切なアルデヒド又はケトンは、特に、一般式Ｒ２−（ＣＯ）−Ｒ１に対応するものであり、式中、Ｒ１及びＲ２は、それぞれ水素又は１、２、３、４、５、６又は７つの炭素原子を有するアルキル基である。適切なアルデヒド又はケトンは特に、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ｎ−ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、２−エチルブチルアルデヒド、バレルアルデヒド、イソペンタアルデヒド、２−メチルペンタアルデヒド、２−エチルヘキサアルデヒド、アクロレイン、メタクロレイン、クロトンアルデヒド、フルフラール、アクロレイン二量体、メタクロレイン二量体、１，２，３，６−テトラヒドロベンズアルデヒド、６−メチル−３−シクロヘキセンアルデヒド、シアンアセトアルデヒド、グリオキシル酸エチル、ベンズアルデヒド、アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルｎ−ブチルケトン、メチルペンチルケトン、ジプロピルケトン、エチルイソプロピルケトン、エチルブチルケトン、ジイソブチルケトン、５−メチル−２−アセチルフラン、２−アセチルフラン、２−メトキシ−４−メトキシペンタン−２−オン、５−メチルヘプタン−３−オン、２−ヘプタノンオクタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン及びアセトフェノンである。上記のアルデヒド及びケトンは、混合物の形態で使用することもできる。溶媒としては、置換基当たり３個までの炭素原子を有するアルキル基を有するケトン及びアルデヒドが好ましい。
【０１３２】
さらに好ましい溶媒は、アルキルアルカノエート特にギ酸メチル、酢酸メチル、ギ酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸エチル、三酢酸グリセリン及びアセト酢酸エチルである。好ましいハロゲン化溶媒は、ＷＯ００／２４７９９、４頁１２行目から５頁４行目に記載されている。
【０１３３】
さらに適切な溶媒は、例えばジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート又はブチレンカーボネートのような有機カーボネートである。
【０１３４】
多くの場合、特に適切な溶媒は、上記溶媒から選ばれる２以上の完全に混和性のある化合物を使用することによって得られる。
【０１３５】
本発明の方法はまた、例えば適切な処理工程などのさらなる工程を含んでもよい。
【０１３６】
本発明の方法で得られる生成物は、少なくとも７０体積％の細孔度を有する多孔質材料、特にエアロゲルである。多孔質材料は、粉末又は一体のブロックであってもよい。多孔質材料は、有機多孔質材料であっても、無機多孔質材料であってもよい。
【０１３７】
さらなる実施態様において、多孔質材料は、約２ｎｍから約２０００ｎｍの平均孔径を有する。さらなる実施形態において、乾燥されたゲル材料の平均孔径は、約４ｎｍ、約６ｎｍ、約８ｎｍ、約１０ｎｍ、約１２ｎｍ、約１４ｎｍ、約１６ｎｍ、約１８ｎｍ、約２０ｎｍ、約２５ｎｍ、約３０ｎｍ、約３５ｎｍ、約４０ｎｍ、約４５ｎｍ、約５０ｎｍ、約６０ｎｍ、約７０ｎｍ、約８０ｎｍ、約９０ｎｍ、約１００ｎｍ、約２００ｎｍ、約５００ｎｍ、約１０００ｎｍ、又は約２０００ｎｍであってよい。本発明によれば、多孔質材料の細孔のサイズ分布は、単峰性又は多峰性であり得る。
【０１３８】
本発明に関して、表面積、細孔径、同様に細孔容積は、特に明記しない限り、ＩＳＯ９２７７：２０１０に従って、ＢＥＴにより測定した。この国際規格は、Ｂｒｕｎａｕｅｒ，Ｅｍｍｅｔｔ  ａｎｄ  Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）法に従って、物理的に吸着した気体の量を測定することにより、分散体（例えばナノ粉末）又は多孔質固体の全体的な比外表面積と比内表面積を決定することを規定している。これは国際純正・応用化学連合（ＩＵＰＡＣ）の１９８４年と１９９４年の推奨を考慮している。
【０１３９】
さらなる態様によれば、本発明はまた、本発明の方法により得られた又は得ることができる多孔質材料に関する。
【０１４０】
本発明の方法により得られた又は得ることができる多孔質材料は、異なる用途に適合可能である。
【０１４１】
本発明はまた、断熱材として、又は真空断熱パネルのコア材料として、上記に開示された多孔質材料、又は上記に開示された方法によりって得られた又は得ることができる多孔質材料の使用に関する。
【０１４２】
本発明はまた、多孔質材料を含む建築材料及び真空断熱パネル、ならびに断熱のための多孔質材料の使用に関する。好ましくは、本発明により得られた材料は、特に建築物における断熱のために、又は特に移動、輸送用途、又は例えば冷却装置などの固定用途、又は移動用途における冷断熱のために使用される。
【０１４３】
特定の用途のための機械的補強のために、繊維を添加剤として使用することができる。
【０１４４】
断熱材に使用される材料は、以下の用途分野：中空ブロックの断熱材として、マルチシェルビルディングブロックのコア断熱材として、真空断熱パネル（ＶＩＰ）のコア断熱材として、外部断熱システムのコア断熱材として、空洞壁工事の断熱材として、特にルーズフィル断熱材の関連、において使用されることが好ましい。
【０１４５】
本発明のさらなる目的は、本発明による多孔質材料を含むか、又はそれからなる、成形品、ビルディングブロック又はモジュール、ビルシステム、及びビル複合材である。本発明の別の目的は、本発明による多孔質材料を含む真空断熱パネルである。さらに、断熱材及び多孔質材料は、特に押出し中空形材の断熱に適しており、特に窓枠の断熱材のコア材料として適している。
【０１４６】
断熱材は、例えば、建物の内部又は外部の断熱、又は壁の空洞の断熱に用いられる断熱材である。本発明による多孔質材料は、例えば複合材料などの断熱システムに有利に使用されることができる。
【０１４７】
さらなる態様によれば、本発明はまた、上記に開示されているような多孔質材料、特に無機又は有機多孔質材料、又は触媒担体として上記に開示されているようなプロセスによって得られた又は得ることができる多孔質材料、特に無機多孔質材料を、食品用途、又は医療、医薬及び化粧品用途のための添加剤としてのセンサの調製のために使用することにも向けられている。用途によっては、生体高分子、より具体的には多糖類に基づく多孔質材料を使用することが好ましい場合がある。化粧品用途においては、本発明の方法により得られた又は得ることができる多孔質材料、特に無機又は有機多孔質材料は、例えば、人体の臭気を処置する１つの方法である消臭活性剤として使用することができる。これらは、デオドラント組成物として考えられるあらゆる形態で提供することができる。それは、ローション、スプレー又はエアゾールとしての分散；クリーム特にチューブ又はグレーチングで分配されるクリーム；ロールアン又はグレーチングとして分配される液体ゲル；棒の形態；ルースパウダー又はコンパクトパウダーの形態であり得、この点に関し、当業者には周知のこのタイプの製品に一般的に使用される成分を含むが、ただし、それらは本発明によるエアロゲルを妨害しないことを条件とする。
【０１４８】
本発明はまた、断熱材料としての、又は真空断熱パネルのための、上記に開示された多孔質材料、又は上記に開示された方法によって得られた又は得ることができる多孔質材料の使用に関する。断熱材は、例えば、建物の内部又は外部の断熱に用いられる断熱材である。本発明による多孔質材料は、例えば複合材料などの断熱システムに有利に使用されることができる。
【０１４９】
さらなる実施形態によれば、本発明はしたがって、上で開示された多孔質材料の使用に向けられ、多孔質材料は、内部又は外部断熱システムに使用される。
【０１５０】
要約すると、本発明は、以下の実施形態を含み、これらは、その中で定義されるそれぞれの相互依存性によって示される実施形態の特定の組み合わせを含む。
【０１５１】
実施形態１：ゾル−ゲル法によって多孔質材料の前駆体に由来する多孔質材料から成る本体を製造する方法であって、前記方法は、
（ｉ）  鋳型を提供する工程であって、前記鋳型は、
多孔質材料の前駆体を受け入れるための内部容積を規定する下部品であって、前記内部容積が製造される本体の形状を規定する下部品と、
前記本体が前記下部品から取り出されることができる少なくとも第１の開口とを有し、
前記内部容積に面する前記下部品の表面に、前記多孔質材料の前駆体から形成されるゲル及び／又は前記本体に対して電気的散逸性かつ非粘着性である材料から成るコーティングが少なくとも部分的に設けられる、工程、
（ｉｉ）  前記多孔質材料の前駆体を前記下部品に第１の不活性又は換気領域で充填する工程であって、前記前駆体は２つの反応性成分と溶媒とを含む、工程、
（ｉｉｉ）  前記本体が前記多孔質材料の前駆体から形成される所定時間後に、前記本体を前記第１の開口を介して前記下部品から取り出す工程、
（ｉｖ）  前記本体を支持体の上に配置する工程、
（ｖ）  前記溶媒を前記本体から除去する工程、
を含む。
【０１５２】
実施形態２：前記鋳型が、前記第１の開口を閉じるように構成されたカバー部品と、第２の開口と、前記第２の開口を閉じるように構成された蓋と、を備え、前記方法はさらに、前記カバー部品によって前記第１の開口を閉じること、前記第２の開口を介して前記多孔質材料の前駆体を前記下部品に充填すること、及び前記蓋によって前記第２の開口を閉じることをさらに含む、実施形態１による方法。
【０１５３】
実施形態３：前記第１の開口及び／又は前記第２の開口を気密に閉じることをさらに含む、実施形態２による方法。
【０１５４】
実施形態４：前記本体が前記多孔質材料の前駆体から形成される所定時間後に、第２の不活性又は換気領域において、前記カバー部品を前記下部品から取り外すことをさらに含む、実施形態２又は３による方法。
【０１５５】
実施形態５：前記本体を前記下部品から取り出し、前記本体を前記支持体上に配置することが、前記支持体を前記下部品の上に配置し、前記下部品を前記支持体と共に回転させることを含む、実施形態１から４のいずれか１つによる方法。
【０１５６】
実施形態６：前記支持体を前記下部品に固定することをさらに含む、実施形態５による方法。
【０１５７】
実施形態７：前記下部品に充填する前に、前記前駆体を混合することをさらに含む、実施形態１から６のいずれか１つによる方法。
【０１５８】
実施形態８：前記支持体は開口を備えている、実施形態１から７のいずれか１つによる方法。
【０１５９】
実施形態９：前記本体から前記溶媒を除去する前に、前記本体を第３の不活性領域で緩衝させることをさらに含む、実施形態１から８のいずれか１つによる方法。
【０１６０】
実施形態１０：複数の前記本体を前記第３の不活性領域で緩衝させ、同時に複数の前記本体から前記溶媒を除去することをさらに含む、実施形態１から８のいずれか１つによる方法。
【０１６１】
実施形態１１：複数の前記本体を提供するために、工程（ｉ）から（ｉｖ）を続く順序で所定の回数繰り返すことをさらに含む、実施形態１０による方法。
【０１６２】
実施形態１２：前記第３の不活性領域の容積は、複数の前記本体の総体積に適応され、及び／又は前記第３の不活性領域は、ゲルの実質的な収縮が防止されるように前記溶媒の蒸気で充填され、特に予め飽和される、実施形態１０又は１１による方法。
【０１６３】
実施形態１３：前記第３の不活性領域を気密に密封することをさらに含む、実施形態９から１２のいずれか１つによる方法。
【０１６４】
実施形態１４：前記第３の不活性領域は、チャンバによって規定される、実施形態９から１３のいずれか１つによる方法。
【０１６５】
実施形態１５：前記第３の不活性領域によって規定されるチャンバがエアロックを備えている、実施形態１４による方法。
【０１６６】
実施形態１６：前記第１の不活性又は換気領域及び／又は前記第２の不活性又は換気領域は、チャンバによって規定される、実施形態４から１５のいずれか１つによる方法。
【０１６７】
実施形態１７：複数の前記本体を提供するように、工程（ｉ）から（ｉｖ）を続く順序で所定の回数繰り返すことをさらに含み、前記第１の不活性又は換気領域及び／又は前記第２の不活性又は換気領域の容積は、複数の前記本体の総体積に適応される、実施形態４から１６のいずれか１つによる方法。
【０１６８】
実施形態１８：前記第１の不活性又は換気領域及び／又は前記第２の不活性又は換気領域を気密に封止することをさらに含む、実施形態４から１７のいずれか１つによる方法。
【０１６９】
実施形態１９：前記本体からの前記溶媒の除去は、オートクレーブ又はオーブンを用いて行われる、実施形態１から１８のいずれか１つによる方法。
【０１７０】
実施形態２０：前記ゾル−ゲル工程の少なくとも５０サイクルで前記コーティングを再利用することをさらに含む、実施形態１から１９のいずれか１つによる方法。
【０１７１】
実施形態２１：前記第１の不活性又は換気領域は、前記溶媒の蒸気で充填され又は予め飽和された不活性領域であり、及び／又は前記第２の不活性又は換気領域は、前記溶媒の蒸気で充填され又は予め飽和された不活性領域である、実施形態４から２０のいずれか１つによる方法。
【０１７２】
実施形態２２：前記第１の領域は換気領域であり、及び／又は前記第２の領域は換気領域であり、前記チャンバはエアロックを備える、実施形態１６による方法。
【０１７３】
実施形態２３：実施形態１〜２２のいずれかによる方法によって得られた又は得ることができる多孔質材料。
【０１７４】
実施形態２４：実施形態２３による多孔質材料、又は、断熱材として又は真空断熱パネルとして、実施形態１〜２２のいずれかによる方法によって得られた又は得ることができる多孔質材料の使用。
【０１７５】
実施形態２５：前記多孔質材料は、内部又は外部の断熱システムで使用される、実施形態２４による使用。
【図面の簡単な説明】
【０１７６】
本発明のさらなる特徴及び実施形態は、後続の説明において、特に従属請求項と関連して、より詳細に開示される。そこで、それぞれの特徴は、当業者が理解するように、分離された態様で、また任意の実行可能な組み合わせで実現されてよい。実施形態は、図に概略的に示されている。なお、これらの図において同一の符号は、同一の要素又は機能的に同一の要素を示す。
【０１７７】
図において：
【図１】本発明による方法で使用可能な鋳型の開放状態の斜視図を示す。
【図２】鋳型の閉じた状態の斜視図を示す。
【図３】本発明による方法のフローチャートを示す。
【図４】本発明の鋳型から本体を取り出すための離型装置の一実施形態を示す斜視図である。
【０１７８】
詳細な説明
以下で使用されるように、「有する」、「備える」、「含む」という用語、又はそれらの任意の文法的変形は、非排他的な方法で使用される。したがって、これらの用語は、これらの用語によって導入される特徴に加え、この文脈で説明される実体にさらなる特徴が存在しない状況、及び１つ以上のさらなる特徴が存在する状況の両方を指すことができる。一例として、「ＡはＢを有する」、「ＡはＢを備える」及び「ＡはＢを含む」という表現は、Ｂ以外にＡに他の要素が存在しない状況（すなわち、ＡがもっぱらＢから構成される状況）、及びＢ以外に１つ以上のさらなる要素が実体Ａに存在する状況、例えば、要素Ｃ、要素Ｃ及びＤ、又はさらなる要素が存在する状況の両方を指すことができる。
【０１７９】
さらに、用語「少なくとも１つ」、「１つ以上の」又は特徴又は要素が１度以上存在してもよいことを示す同様の表現は、典型的には、それぞれの特徴又は要素を導入する際に１度のみ使用されることに留意されたい。以下、ほとんどの場合、各特徴又は要素を参照する際には、「少なくとも１つ」又は「一つ以上の」という表現は、各特徴又は要素が１度以上存在していてもよいという事実にかかわらず、繰り返されることはない。
【０１８０】
さらに、以下で使用されるように、用語「特に」、「より詳細には」、「具体的に」、「より具体的に」又は同様の用語は、代替の可能性を制限することなく、付加的／代替的特徴と組み合わせて使用される。したがって、これらの用語によって導入される特徴は、付加的／代替的特徴であり、いかなる意味でも特許請求の範囲の範囲を制限することを意図しない。本発明は、当業者であれば認識するように、代替的特徴を使用することによって実行され得る。同様に、「本発明の実施形態において」又は類似の表現によって導入される特徴は、本発明の代替の実施形態に関する制限なしに、本発明の範囲に関する制限なしに、及びそのような方法で導入された特徴を本発明の他の追加的／代替的又は非追加的／代替的特徴と組み合わせる可能性に関する制限なしに、追加的／代替的特徴であることを意図している。
【０１８１】
さらに、「第１」、「第２」、「第３」という用語は、それぞれの構成部材又は要素を排他的に異ならせることに利するために使用されており、特定の順序又は重要性を定義するために解釈されてはならないことに留意されたい。
【０１８２】
本明細書で使用されるように「鋳型」という用語は、ゾルゲルの前駆体によって提供されるゾル−ゲルの前駆体によって提供される液体又は柔軟な材料で充填されるように構成された中空のブロック又は容器を指す。特に、ゾル−ゲル法は鋳型内で行われる。ゾル−ゲル法の間、前駆体はゾルを形成し、続いてゲル化を開始する。このように、液体は、その内部容積によって規定される形状を採用して、鋳型内で硬化又は固化する。鋳型は基本的にゾル−ゲル法を行うために用いられる。しかしながら、溶媒が、このようにして形成されたゲルから、ゲルが鋳型内に残った状態で、又はゲルを鋳型から取り出した状態で除かれてもよいことに留意されたい。本発明では、鋳型は、複数の部品から構成されてもよく、内部容積は、下部品によって規定される。
【０１８３】
本明細書で使用される「ゾル−ゲル法」という用語は、低分子から固体材料を生成する方法を指す。本発明では、この方法は、エアロゲル、キセロゲル及び／又はクリオゲルのような多孔質材料の製造に使用される。この方法は、前駆体としてのモノマーをコロイド溶液、いわゆるゾルに変換することを含み、続いて、離散粒子又はネットワークポリマーの統合ネットワーク、いわゆるゲルに反応する。この化学的手順では、ゾルは、離散粒子から連続ポリマーネットワークまでの範囲の形態の液相と固相の両方を含むゲル状二相系の形成に向かって徐々に発達する。このゲル状二相系をゲルと呼ぶ。特に、ゲルは、互いに接続された細孔内に溶媒を封入又は包囲する、すなわち、細孔は相互貫入ネットワークを形成する。残留液相、すなわち溶媒を除去するには、乾燥プロセスが必要であり、それは典型的には一定量の収縮及び緻密化を伴う。溶媒が除去される速度は、ゲル中の多孔度の分布によって最終的に決定される。最終的な成分の最終的な微細構造は、この処理段階の間の構造テンプレートに課される変化によって明らかに強く影響される。
【０１８４】
本明細書で使用される「本体」という用語は、識別可能な物質の集合体によって形成される固体物体を指し、それは識別可能な境界によって拘束されてもよく、及び、３次元空間内で並進又は回転によって単位として移動してもよいし、又は移動させられてもよい。
【０１８５】
本明細書で使用される「多孔質」という用語は、細孔を有する材料特性を指す。ゲルが鋳型内に存在又は残留している状態、又はゲルが鋳型から取り出された後に、ゲルから溶媒を除去してもよいため、用語「多孔質」という用語は、液体、特に溶媒で満たされた細孔、又は空気などのガスで満たされた細孔の両方をカバーする。細孔は、ある種のネットワークを形成するように互いに接続されてもよい。
【０１８６】
本明細書で使用される「コーティング」という用語は、鋳型の下部品の内面に適用される被覆を指す。特に、コーティングは、少なくとも、多孔質材料の前駆体及びそれで作られた本体と接触することを意図した下部品のこれらの領域に適用されてよい。言うまでもなく、コーティングは、内部容積を規定する下部品の内面全体に適用してもよい。
【０１８７】
本明細書で使用される「電気的散逸性」は、導電性材料と比較した場合、電荷が接地へ流れるが、より制御された方式でよりゆっくりと接地に流れることができる材料特性を指す。
【０１８８】
本明細書で使用される「非粘着性」という用語は、ある部品が別の部品に付着しない特性を指す。したがって、両方の部分は互いに緩やかに接触している。本発明によれば、コーティングは、鋳型内に充填された前駆体から形成された、又は生じたゲルに付着しない。ゾル−ゲル法で用いられる溶媒を、ゲルが鋳型内にある状態で除去する場合には、コーティングは、本体が鋳型から取り出されるように、このように形成された本体に付着しないように構成される。
【０１８９】
本明細書で使用されるように、本体の形状の「幅」及び「長さ」という用語は、本体の形状の高さ又は厚さに垂直な寸法を指す。
【０１９０】
本明細書で使用される「開口領域」という用語は、開口の境界によって規定される開口の面積を指す。
【０１９１】
本明細書で使用される「シーリング」という用語は、漏れを防止すること、圧力を内包すること、又は汚染を排除することにより、２つの部品を一緒に結合するのを助ける装置を指す。
【０１９２】
本明細書で使用する「気密」という用語は、ガスに対して不透過性を有する材料の特性を指す。言うまでもなく、ガス不透過性は、完全又は絶対的な程度は不可能であるが、技術的に可能な限りの程度という意味で理解すべきである。
【０１９３】
図１は、本発明による鋳型１０内で実施されるゾル−ゲル法によって、多孔質材料の前駆体から誘導される多孔質材料から成る本体を製造するための鋳型１０の斜視図を示す。鋳型１０は開いた状態で示されている。鋳型１０は下部品１２を備える。下部品１２は金属製である。下部品１２は、多孔質材料の前駆体を受け入れるための内部容積１４を規定する。内部容積１４は、製造される本体の形状を規定する。特に、下部品１２は、底部１６と底部１６から延びる側壁１８とを有している。内部容積１４は、底部１６と側壁１８とによって規定される。鋳型１０は、本体を下部品１２から取り出すことができる少なくとも第１の開口２０をさらに有している。この実施例では、下部品１２は、第１の開口２０を備えている。特に、底部１６に対向する側壁１８の上部リム２２は、第１の開口２０を規定する。
【０１９４】
内部容積１４に面する下部品１２の表面２４は、多孔質材料の前駆体から形成されたゲル及び／又は本体に対して電気的散逸性でかつ非粘着性である材料で作られたコーティング２６を少なくとも部分的に設けられている。より詳細には、下部品１２の表面２４は、少なくとも多孔質材料の前駆体から形成されたゲルと接触することを意図された領域にコーティング２６を備えている。換言すれば、コーティング２６は、内部容積１４に面する下部品の表面２４を完全に覆う必要はなく、多孔質材料の前駆体と接触することを意図した部分又は領域のみを覆うことができる。コーティング２６の材料は、１０８Ωｍ以下、例えば１０６Ωｍ以下の電気抵抗を有する。コーティング２６の材料は非腐食性である。コーティング２６の材料は、Ｄ６０からＤ８０の範囲、例えばＤ７０のショア硬度を有する。コーティング２６は、２０μｍから７０μｍの範囲、例えば５０μｍの厚さを有する。コーティング２６は再使用可能なコーティングである。特に、コーティング２６は、ゾル−ゲル法の少なくとも５０サイクル、好ましくは少なくとも１００サイクルで再利用可能である。コーティングは、少なくとも１つのハロゲン含有ポリマー及び少なくとも１種の無機充填剤を含むことが好ましい。より好ましくは、ハロゲン含有ポリマーは、フッ素化ポリマー、例えばポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシポリマー又はフッ素化エチレンプロピレンポリマーである。コーティングは、少なくとも１つの無機充填剤と、ポリテトラフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシポリマー及びフッ素化エチレンプロピレンポリマーからなる群から選択される少なくとも１つのポリマーとを含むことが好ましい。特に好ましいのは、パーフルオロエチレンプロピレンのようなフッ素化エチレンプロピレンポリマーである。本実施形態では、コーティング２６は、導電性添加剤及び耐スクラッチ添加剤を有するフッ素化ポリマーで作られる。このような材料は、Ｒｈｅｎｏｌｅａｓｅ  ＭＫ  ＩＩＩＧ  ｃｌｅａｒ  ＳｉＣ／ｌｅｉｔｆという名称（以下「レノラーゼ」という）で、ドイツ、４７９０６  ケンペンのＲｈｅｎｏｔｈｅｒｍ  Ｋｕｎｓｔｏｆｆｂｅｓｃｈｈｔｕｎｇｓ  ＧｍｂＨ社より市販されている。
【０１９５】
基本的に、内部容積１４は、円形、長円形、楕円形、多角形、丸みを帯びたエッジを有する多角形などの任意の形状を本体に対して規定することができる。本実施例では、内部容積１４は、本体に対して立方体形状を規定する。形状は、１０ｃｍから１００ｃｍの範囲、例えば６０ｃｍの範囲の長さ２８と、１０ｃｍから１００ｃｍの範囲、例えば４０ｃｍの範囲の幅３０とを有する。形状の高さ３２は可変であり、下部品１２内の前駆体の充填レベルによって調整することができる。
【０１９６】
鋳型１０は、さらに、第１の開口２０を閉じるように構成されたカバー部品３４と、第２の開口３６と、第２の開口３６を閉じるように構成された蓋３８とを備える。本実施例では、カバー部品３４は、第２の開口３６を備える。第１の開口２０は、第１の開口領域を備え、第２の開口３６が第２の開口領域を備える。第２の開口領域は、第１開口領域よりも小さい。鋳型１０は、下部品１２とカバー部品３４との間に配置されるように構成された少なくとも第１のシーリング４０をさらに備える。第１のシーリング４０は、カバー部品３４によって第１の開口２０を気密に閉じるように構成されている。任意に、鋳型１０は、蓋３８とカバー部品３４との間に配置されるように構成され、蓋３８によって第２の開口３６を気密に閉じるように構成された第２のシーリング（詳細は示されていない）をさらに備えることができる。
【０１９７】
図２は、閉じた状態の鋳型１０の斜視図を示す。特に、カバー部品３４は、第１の開口２０が閉じられるように、下部品１２上に配置される。カバー部品３４は、下部品１２に取り外し可能に取り付けられている。例えば、カバー部品３４は、スナップフィット接続、ネジ、フック等によって下部品１２に接続されてもよい。さらに、蓋３８は、第２の開口３６を閉じる。
【０１９８】
鋳型１０は、以下のようにして用いることができる。カバー部品３４は、第１の開口２０を閉じた状態で下部品１２上に配置される。溶媒に溶解された多孔質材料の前駆体は、第２の開口３６を介して所定量まで下部品１２に充填される。続いて、第２の開口３６が蓋３８によって閉じられる。これにより、溶媒蒸気が鋳型１０から漏れたり、放出されたりすることが防止される。次に、ゾル−ゲル反応が起こり、前駆体は最初に溶媒とゾルを形成し、その後ゲルを形成する。ゲル化後、ゲルを所定時間、例えば少なくとも２時間、好ましくは少なくとも８時間硬化させる。硬化は、ゲルを鋳型から取り出すことができるように、ゾル−ゲル反応が十分に進行するために必要な一種のゲルのエージングを引き起こす。ゾル−ゲル反応が十分に進行しなかった場合、ゲルは取り扱い、特に乾燥のために十分に機械的に安定していない可能性があり、又は未反応の材料が乾燥中にゲルから漏出する可能性があり、又は性能に負の影響、例えば、火気挙動、望ましくない放出のような他の問題を引き起こす可能性がある。硬化後、カバー部品３４を下部品１２から取り出す。それにより、第１の開口２０が再び露出する。次いで、溶媒をゲルから除去する。溶媒は、ゲルをオーブン等で乾燥させて除去することができる。なお、溶媒は、ゲルが下部品１２にある間に除去してもよいし、ゲルを乾燥させる前に下部品１２から取り出してもよい。溶媒がゲルから除去された後、本体が形成される。ゲルが下部分１２内で乾燥された場合、本体は、その後、鋳型１０及び下部品１２からそれぞれ取り出されることができる。特定のコーティング２６により、下部品１２内の前駆体から形成されたゲルも本体も鋳型１０に付着することはない。鋳型１０の下部品１２からゲルを取り出した状態で溶媒を除去することを意図している場合には、コーティングの材料は、単に形成されたゲルに付着しないように選択されることができる。
【０１９９】
鋳型１０は、以下のように修正することができる。下部品１２は、ポリマーで作られていてもよい。コーティング２６は、内部容積１４に面する表面２４を完全に覆ってもよく、又は、下部品１２を完全に覆ってもよい。鋳型１０は、溶媒蒸気の過剰放出が防止される場合には、カバー部品３４なしで使用されてもよい。第２の開口３６は、下部品１２に設けられていてもよい。本体の形状は、正方形、円形等の任意の形状であってもよい。鋳型１０は、下部品１２とカバー部品３４との間に配置可能な中間部など、下部品１２とカバー部品３４以外により多くの部分を備えてもよい。
【０２００】
図３は、本発明によるゾル−ゲル法によって多孔質材料の前駆体に由来する多孔質材料から成る本体の製造方法を示すフローチャートである。鋳型１０が提供されている。カバー部品３４は、第１の開口２０を閉じた状態で下部品１２上に配置される。特に、第１の開口２０は、カバー部品３４と第１のシーリング４０とによって気密に閉じられている。多孔質材料の前駆体が用意される。本実施例では、第１の反応性成分ＣＡと溶媒Ｓとが第１の受容タンク４２に供給される。さらに、第２の反応性成分ＣＢと溶媒Ｓとが第２の受容タンク４４に供給される。第１の反応性成分及び溶媒の所定量が第１の受容タンク４２から混合装置４６に供給される。本実施例では、所定量とは、第１の定量投与装置４８による定量投与として定義される。第２の反応性成分及び溶媒の所定量が第２の受容タンク４４から混合装置４６に供給される。本実施例では、所定量とは、第２の定量投与装置５０による定量投与として定義される。任意に、閉ループ作動が、第１の受容タンク４２及び混合装置４６、及び／又は第２の受容タンク４４及び混合装置４６とに備えられてもよい。
【０２０１】
多孔質材料の前駆体は、第２の開口３６を介して下部品１２内に所定量まで充填される。本実施例では、充填プロセスは、混合装置４６によって行われる。特に、前駆体は、下部品１２に充填される前に、混合装置４６によって混合される。前駆体は、下部品１２へ、第１の不活性又は換気される領域５２内で充填される。例えば、充填は、二酸化炭素雰囲気中で、又は実験室のフードと同様の装置内で行われる。第１の不活性又は換気領域５２は、チャンバによって規定されてもよい。第１の不活性又は換気領域５２は、気密に密封されていてもよい。続いて、第２の開口３６は、蓋３８によって閉じられる。特に、第２の開口３６は、気密に閉鎖される。これにより、任意の溶媒蒸気が鋳型１０から漏れることが防止される。次に、前駆体の２つの反応性成分からのゾルゲル反応が起こり、前駆体がゲル化する。ゲル化後、ゲル化反応を完了させ、ゲル体が十分に硬くない場合などのように、ゲル体のさらなる取り扱いに悪影響を及ぼさないようにするために、少なくとも３時間、好ましくは少なくとも８時間などの所定時間、硬化又はエージングが行われる。本実施例では、硬化又はエージング工程は、硬化装置５４によって行われる。硬化装置５４では、ゲルを含む複数の鋳型１０が緩衝されてもよい。硬化後、本体が形成され、カバー部品３４が下部１２から取り外されてよい。それにより、第１の開口２０が再び露出され、本体が、矢印５６で示されるように、鋳型１０及び下部品１２からそれぞれ取り外されてよい。すなわち、本体は、多孔質材料の前駆体から本体が形成される所定の時間の後に、第１の開口２０を介して下部品１２から取り外される。特定のコーティング２６により、本体は鋳型１０に固着しない。さらに、溶媒は、再抽出装置５８によって再利用又は再抽出される。以下、下部品１２から本体を取り外すための更なる取り扱い及び続く方法工程を、更に詳細に説明する。
【０２０２】
図４は、鋳型１０から本体を取り外すための離型装置６０の斜視図である。鋳型１０は、閉鎖状態で離型装置６０の入力部６２に搬送される。例えば、閉鎖状態の鋳型１０は、台車等で搬送される。入力部６２は、第２の不活性又は換気領域６４に隣接して配置されている。第２の不活性又は換気領域６４は、チャンバによって規定されてもよい。第２の不活性又は換気領域６４は、気密に密封されていてもよい。入力部６２と第２の不活性又は換気領域６４との間の実験室フードのドアと同様のドア（詳細には図示せず）が開かれ、閉じられた鋳型１０が第２の不活性又は換気領域６４内に配置される。カバー部品３４は、多孔質材料の前駆体から本体が形成される所定時間後に、第２の不活性又は換気領域６４内で下部品１２から取り外される。さらに、扉は閉じられる。本体は、支持体６６の上に配置される。この目的のために、支持体６６は、下部品１２上に配置され固定されている。例えば、支持体６６は、下部品１２上に空気圧で固定される。さらに、下部品（１２）は支持体６６とともに回転され、好ましくは下部品１２が支持体６６の上に配置されるように、１８０°回転される。回転は、レバー（詳細には図示せず）によって行われてもよい。重力により、本体は下部品１２から出されて支持体６６の上に移動する。レバーは、ドアが開かれたときに、空の下部品１２が第２の不活性又は換気領域６４から取り外されてよいように、その初期位置に移動される。支持体６６は、開口（詳細には図示せず）を備えている。
【０２０３】
第２の不活性又は換気領域６４を規定するチャンバはエアロック６８を有し、それによって第２の不活性又は換気領域６４は、溶媒が本体から除去される前に、第３の不活性領域７０に接続される。第３の不活性領域７０は、チャンバによって規定される。第３の不活性領域７０は、二酸化炭素、窒素、アルゴン等の雰囲気を含む。本体は、エアロック６８を介して、第２の不活性又は換気領域６４から第３の不活性領域７０に搬送される。この目的のために、エアロック６８は、第２の不活性又は換気領域６４とエアロック６８の連通を可能にする第１の扉（詳細には図示せず）と、第３の不活性領域７０とエアロック６８との連通を可能にする第２の扉（詳細には図示せず）とを備える。まず、第１の扉が開かれ、第２の扉が閉じられる。次に、本体がエアロック６８内に搬送される。本体は、チェーンコンベヤのような第１のコンベヤによってエアロック６８内に搬送される。その後、第２の扉がまだ閉じている間に、第１の扉が閉じられる。その後、エアロック６８は不活性化される。続いて、第１のドアを閉じたままで、第２のドアが開かれる。次に、本体は、チェーンコンベアのような第２のコンベアによって、エアロック６８から第３の不活性領域７０に搬送される。エアロック６８を通るこの搬送は、本体からの溶媒の過剰な喪失を回避するために、３０秒以下の時間でかなり高速で行われることに留意されたい。
【０２０４】
本体は、第３の不活性領域７０内で緩衝される。第３の不活性領域７０は、そこからの溶媒の漏出を回避するために、気密に密封されている。前述の方法工程は、第３の不活性領域７０内で緩衝される複数の本体を提供するために、続く順序で所定の回数繰り返されてもよいことに留意されたい。上述したように、支持体６６は開口を備える。したがって、本体からの溶媒の拡散は、そのすべての側面で可能である。言うまでもなく、支持体６６は、支持体及びその上に配置された本体のいかなる変形をも回避するように安定している。好ましくは、第３の不活性領域７０の容積は複数の本体の合計体積に適合され、それは、ゲルの実質的な収縮が防止されるように、第３の不活性領域７０の雰囲気の飽和程度まで、溶媒のわずかな量のみが本体から蒸発できることを意味する。追加的に又は代替的に、第３の不活性領域７０は、飽和の程度が既に達成されているか、又はかなり速く達成されるように、溶媒の蒸気で既に満たされているか、又は予め飽和されている。第３の不活性領域７０は、第３の不活性領域７０に酸素が入るのを防ぐために、正圧が与えられていてもよい。
【０２０５】
本体又は複数の本体を緩衝させた後、本体又は複数の本体は、オートクレーブ又はオーブン７２に搬送される。第３の不活性領域７０は、第３の不活性領域７０とオーブン７２とを連通するエアロック６８を有していてもよい。この搬送は、支持体６６を取り付けるためのマウントを有する台車によって行われてよい。本体又は複数の本体からの溶媒の除去は、オートクレーブ又はオーブン７２によって行われる。好ましくは、オートクレーブ又はオーブン７２には複数の本体が供給され、複数の本体の溶媒が同時に除去される。本体又は複数の本体から溶媒を除去した後、本体又は複数の本体は、最終仕上げを行われ、オートクレーブ又はオーブン７２から取り外され、使用可能な状態にされる。本体は下部品のコーティング２６に付着しないため、コーティング２６は、ゾル−ゲル法の少なくとも５０サイクルの間、再利用されてもよい。
【０２０６】
鋳型１０は、以下のように修正されてもよい。下部品１２は、ポリマーで作られてもよい。コーティング２６は、内部容積１４に面する表面２４を完全に覆ってもよく、又は、下部品１２を完全に覆っていてさえもよい。鋳型１０は、不活性雰囲気内で使用される場合には、カバー部品３４を設けずに使用されてもよい。第２の開口３６は、下部品１２に設けられていてもよい。本体の形状は、正方形、円形等任意の形状であってもよい。鋳型１０は、たとえば下部品１２とカバー部品３４の間に配置可能な中間部など、下部品１２とカバー部品３４より多くの部分を備えていてもよい。支持体６６に、コーティング２６が設けられていてもよい。
【実施例】
【０２０７】
鋳型１０、より具体的にはコーティング２６の材料は、以下にさらに詳細に規定される。
【０２０８】
以下の成分を調製した：
成分１：メチルエチルケトン（ＭＥＫ）に、３〜４％のＭＤＥＡ、１．５〜２．５％のソルビン酸カリウム溶液（メチレングリコール中２０％）、１．８〜３．５％のｎ−ブタノールを添加した。
【０２０９】
成分２：ＭＥＫに１５〜２０％高分子ＭＤＩを添加した。
【０２１０】
成分１と成分２を室温で混合し、鋳型に直接流し込み、ゲルスラブを形成した。ゲルからの溶媒の蒸発を防ぐために、鋳型を覆った。１時間後、カバーを取り外し、鋳型を反転させてゲルスラブを離型した。
【０２１１】
これらの材料では、得られるゲルからの溶媒蒸気放出量が６５ｇ／（分×ｍ２）として検出された。溶媒の蒸気放出率は、ゲルを定期的に秤量し、蒸気放出による重量損失を測定することにより検出した。細孔損傷による品質への影響が生じる前の最大溶媒損失量を経験則に基づいて１０重量％とした。鋳型は、それぞれ長さ０．６ｍ、幅０．４２ｍ、厚さ２０ｍｍの立方体ゲルスラブを製造するような形状を有している。各スラブは３．５ｋｇの溶媒からなる。離型時間、すなわち鋳型から本体を取り出すのに必要な時間は、ゲルスラブあたり１分とした。ドイツの危険物規制によれば、ＭＥＫの爆発下限（ＬＥＬ）は４５ｇ／ｍ３と定義され、ＭＥＫの爆発上限（ＵＥＬ）は３７８ｇ／ｍ３と定義されている。ＭＥＫの最大安全作業濃度ＭＡＫ（ドイツのＭＡＫ−Ｍａｘｉｍａｌｅ  Ａｒｂｅｉｔｓｐｌａｔｚ−Ｋｏｎｚｅｎｔｒａｔｉｏｎ＝しきい値）は６００ｍｇ／ｍ３と定義されている。不活性領域又は領域に関する以下の例では、不活性化は、ＭＥＫの飽和濃度３０１ｇ／ｍ３のＮ２を用いて、１０５Ｐａの圧力及び２０℃の温度で行われた。以下の例では、１００のゲルスラブを用いて１００の開放鋳型を検討し、該ゲルスラブの０．２５ｍ２（＝長さ０．６ｍ×幅０．４２ｍ）の表面積が部屋に面している。したがって、溶媒蒸発は、１のゲルスラブからの１６．３ｇ／分  ＭＥＫの蒸発に対応する１００スラブ×０．２５ｍ２／スラブ×６５ｇ／（分×ｍ２）＝１６２５ｇ／分  ＭＥＫと定義された。以下の実施例では、１００のゲルスラブは、例えば、すべてのスラブが離型されるまでの離型中に緩衝された。
【実施例１】
【０２１２】
１００のスラブのための５×５×５ｍ３の非換気の部屋又は領域を分析した。開放鋳型を使用した。上記溶媒による爆発危険性は、４５ｇ／ｍ３×１２５ｍ３＝５６２５ｇとして計算することができる。したがって、部屋又は領域内のＬＥＬは、５６２５ｇ／１６２５ｇ／分＝３．５分で到達する。したがって、実施例１では爆発の危険性が関連している。上記の溶媒による健康被害は、合計で６００ｍｇ／ｍ３×１２５ｍ３＝７５ｇの溶媒として計算することができる。この閾値は、７５ｇ／１６２５ｇ／分＝０．０５分で満たされる。このように、上記溶媒のＭＡＫは１分未満で有意に到達する。したがって、健康被害は関連している。品質への影響は、ゲルスラブ当たり１０重量％×３．５ｋｇの溶媒＝３５０ｇのＭＥＫ損失許容量として計算することができる。蒸発速度は、０．２５ｍ２×６５ｇ／（分×ｍ２）＝１６．３ｇ／分  ＭＥＫである。品質損失までの時間は３５０ｇ／１６．３ｇ／分＝２１分である。したがって、１００のスラブすべてについて１００分で行わなければならない緩衝及び離型のための時間が十分ではない。したがって、品質への悪影響に関連している。さらに、１６２５ｇ／分のＭＥＫ放出量に基づく環境への影響と排気処理が関連している。
【実施例２】
【０２１３】
１のスラブに対して０．６×０．４２×０．０５ｍ３＝０．０１２６ｍ３の非換気の空間又は領域を表す閉鎖鋳型を使用した。上記の溶媒による爆発の危険性は、ＬＥＬに対して４５ｇ／ｍ３×０．０１２６ｍ３＝０．５７ｇの溶媒で計算することができる。０．５７ｇ／１６．３ｇ／分＝０．０３５分でＬＥＬを満たすことになる。このように、鋳型内のＬＥＬは約２秒で到達する。上記の溶媒による爆発の危険性は、ＵＥＬは３７８ｇ／ｍ３×０．０１２６ｍ３＝４．８ｇの溶媒の合計として計算することができる。４．８ｇ／１６．３ｇ／分＝０．２９４分でＵＥＬを満たすことになる。つまり、非爆発性の雰囲気が非常に早く到達する。鋳型内のＵＥＬは約１８秒で到達する。それにもかかわらず、この点において、閉鎖鋳型が防爆基準に準拠して構築されている場合、閉鎖鋳型には発火源がないため、爆発の危険性はないということである。閉鎖鋳型であれば、健康被害はない。品質への影響は、ゲルスラブ当たり１０重量％×３．５ｋｇの溶媒＝３５０ｇのＭＥＫ損失許容量として計算することができる。飽和までのＭＥＫ量は３０１ｇ／ｍ３（ＭＥＫの飽和濃度）×０．０１２６ｍ３＝約４ｇと計算される。したがって、品質への影響はない。また、閉鎖鋳型であるため、環境への影響はない。
【実施例３】
【０２１４】
１００のスラブのための５×５×５ｍ３の非換気の空間又は領域を１時間あたり２０回の空気交換で分析した。開放鋳型を使用した。
【０２１５】
それぞれの計算は、以下に示す表１に示される。表１において、左から１番目の列は時間を示す。左から２番目の列は、スラブあたりの溶媒の放出量を示す。左から３番目の列は、１００のスラブ全体の溶媒の放出量を示す。左から４番目の列は、空気交換前の空間の溶媒量を示す。左から５番目の列は、空気交換前の室内の溶媒濃度を示す。左から６番目の列は、１時間あたりの換気量を示す。左から７番目の列は、１分あたりの換気量を示す。左から８番目の列は、１分あたりの容積交換量を示す。左から９番目の列は、空気交換後の部屋の溶媒濃度を示す。左から１０番目の列は、空気交換後の部屋の溶媒量を示す。
【０２１６】
【表１】
2021515715.tif 000004
【０２１７】
表１、特に左から９番目の列からわかるように、４５ｇ／ｍ３のＬＥＬは、最大２６ｇ／ｍ３の部屋の溶媒濃度の近似値として到達しない。したがって、爆発の危険性はない。実施例１と同様に、ＭＡＫは１分未満で有意に到達する。したがって、健康被害は関連している。品質への影響は、ゲルスラブ当たり１０重量％×３．５ｋｇの溶媒＝３５０ｇのＭＥＫ損失許容量として計算することができる。蒸発速度は、０．２５ｍ２×６５ｇ／（分×ｍ２）＝１６．３ｇ／分  ＭＥＫである。品質損失までの時間は３５０ｇ／１６．３ｇ／分＝２１分である。したがって、１００のスラブすべてについて１００分で行わなければならない緩衝及び離型のための時間が十分ではない。したがって、品質への悪影響に関連している。さらに、１６２５ｇ／分のＭＥＫ放出量に基づく環境への影響と排気処理が関連している。
【実施例４】
【０２１８】
１００のスラブのための５×５×５ｍ３の不活性の部屋又は領域を分析した。不活性雰囲気では、爆発の危険性はない。また、不活性雰囲気では、人間がこの雰囲気にさらされることはないので、健康被害はない。品質への影響は、ゲルスラブ当たり１０重量％×３．５ｋｇの溶媒＝３５０ｇのＭＥＫ損失許容量として計算することができる。飽和するまでのＭＥＫの量は３０１ｇ／ｍ３×１２５ｍ３＝３７．５ｋｇである。全てのゲルスラブに分布するＭＥＫ損失は、３７．５ｋｇ／１００スラブ＝３７５ｇ／スラブであり、これは３５０ｇの制限値よりも高い。したがって、品質への悪影響は部分的に関連している。不活性の部屋又は領域の外ではＭＥＫの放出がないので、環境への影響はない。
【実施例５】
【０２１９】
１００のスラブのための３×３×３ｍ３の不活性の部屋又は領域を分析した。不活性雰囲気では、爆発の危険性はない。また、不活性雰囲気では、人間がこの雰囲気にさらされることはないので、健康被害はない。品質への影響は、ゲルスラブ当たり１０重量％×３．５ｋｇの溶媒＝３５０ｇのＭＥＫ損失許容量として計算することができる。飽和するまでのＭＥＫの量は３０１ｇ／ｍ３×２７ｍ３＝８．１ｋｇである。全てのゲルスラブに分布するＭＥＫ損失は、８．１ｋｇ／１００スラブ＝８１ｇ／スラブであり、これは３５０ｇの制限値より有意に低い。したがって、品質への影響はない。不活性の部屋又は領域の外ではＭＥＫの放出がないので、環境への影響はない。
【実施例６】
【０２２０】
１００のスラブのための事前飽和雰囲気を備えた５×５×５ｍ３の不活性の部屋又は領域を分析した。事前飽和不活性雰囲気では、爆発の危険性はない。さらに、事前飽和不活性雰囲気では、人間がこの雰囲気にさらされることはないので、健康被害はない。さらに事前飽和不活性雰囲気では、スラブからの蒸発がなく、品質への影響はない。不活性の部屋又は領域の外ではＭＥＫの放出がないので、環境への影響はない。
【０２２１】
表２に、上記実施例１から６による離型時の緩衝結果の概要を示す。各実施例１から６は、左から２から７列目まで順に示されており、爆発危険性、健康被害、品質影響、環境有害性のそれぞれの分析結果が、この順序で上から２から５行目に示されている。
【０２２２】
【表２】
2021515715.tif 000005
【０２２３】
＊オフガス処理により軽減可能
【０２２４】
表３は、開示された方法のプロセス工程のバリエーションの概要を示す。表３では、充填、緩衝１、離型、緩衝２、及び乾燥の各プロセス工程は、第２列から第６列までこの順で示されている。緩衝１は、前駆体を鋳型又はその下部品にそれぞれ充填してから離型するまでの間に行われる緩衝工程を示す。さらに、緩衝２は、離型と乾燥の間に行われる緩衝工程を示す。各実施例１から６を上から順に２行目から７行目に示す。指標「ｘ」は、それぞれの方法工程の実現可能性を示す。
【０２２５】
【表３】
2021515715.tif 000006
【０２２６】
＊スラブごとの滞留時間が、早期蒸発による爆発、健康被害、品質影響を防止するために十分に短ければ可能  ＊＊スラブごとの溶媒蒸発が品質に悪影響を与える最大値を超えなければ可能
【０２２７】
表３から、開示された方法工程のうち、どの方法工程が、どのような状況又は条件の下で実現可能であるかを理解することができる。
【０２２８】
引用文献
−ＷＯ  ００／２４７９９
【図１】
2021515715.tif 000007
【図２】
2021515715.tif 000008
【図３】
2021515715.tif 000009
【図４】
2021515715.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】令和2年4月9日(2020.4.9)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ゾル−ゲル法によって多孔質材料の前駆体に由来する多孔質材料から作られている本体を製造する方法であって、
（ｉ）  鋳型（１０）を提供する工程であって、
前記鋳型（１０）が、
前記の多孔質材料の前駆体を受け入れるための内部容積（１４）を規定する下部品（１２）であって、製造すべき本体の形状を前記内部容積（１４）が規定する、下部品（１２）と、
前記本体を前記下部品（１２）から取り出すことができる少なくとも第１の開口（２０）と
を有しており、
前記内部容積（１４）と面している前記下部品（１２）の表面（２４）において、前記の多孔質材料の前駆体及び／又は前記本体に対して電気的散逸性かつ非粘着性である材料から作られているコーティング（２６）が少なくとも部分的に設けられている、工程、
（ｉｉ）  前記多孔質材料の前駆体を前記下部品（１２）に第１の不活性又は換気領域（５２）において充填する工程であって、前記前駆体が２つの反応性成分（ＣＡ，ＣＢ）と溶媒（Ｓ）とを含む、工程、
（ｉｉｉ）  前記本体が前記多孔質材料の前駆体から形成される所定時間の後に、前記本体を前記第１の開口（２０）を介して前記下部品（１２）から取り出す工程、
（ｉｖ）  前記本体を支持体（６６）の上に配置する工程、
（ｖ）  前記溶媒（Ｓ）を前記本体から除去する工程、
を含み、
前記鋳型（１０）が、前記第１の開口（２０）を閉じるように構成されたカバー部品（３４）と、第２の開口（３６）と、前記第２の開口（３６）を閉じるように構成された蓋（３８）と、をさらに備え、前記方法が、さらに、前記カバー部品（３４）によって前記第１の開口（２０）を閉じること、前記第２の開口（３６）を介して前記多孔質材料の前駆体を前記下部品（１２）に充填すること、及び前記蓋（３８）によって前記第２の開口（３６）を閉じることをさらに含む、方法。
【請求項２】
前記第１の開口（２０）及び／又は前記第２の開口（３６）を気密に閉じることをさらに含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記本体が前記多孔質材料の前駆体から形成される所定の時の間後に、第２の不活性又は換気領域（６４）において、前記カバー部品（３４）を前記下部品（１２）から取り外すことをさらに含む、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記本体を前記下部品（１２）から取り出し、前記本体を前記支持体（６６）上に配置することが、前記支持体（６６）を前記下部品（１２）の上に配置し、前記下部品（１２）を前記支持体（６６）と共に回転させることを含む、請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
【請求項５】
前記支持体（６６）を前記下部品（１２）に固定することをさらに含む、請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記支持体（６６）が開口を備えている、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記本体から前記溶媒（Ｓ）を除去する前に、前記本体を第３の不活性領域（７０）で緩衝させることをさらに含む、請求項１から６のいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
複数の前記本体を前記第３の不活性領域（７０）で緩衝させ、その後、同時に複数の前記本体から前記溶媒（Ｓ）を除去することをさらに含む、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
複数の前記本体を提供するために、工程（ｉ）から（ｉｖ）を続く順序で所定の回数繰り返すことをさらに含み、好ましくは、前記第１の不活性又は換気領域（５２）及び／又は前記第２の不活性又は換気領域（６４）の容積が、複数の前記本体の総体積に適応され、及び／又は、好ましくは、前記第１の不活性又は換気領域（５２）が、溶媒（Ｓ）の蒸気で充填されるか又は予め飽和された不活性領域であり、及び／又は、前記第２の不活性又は換気領域（６４）が、溶媒（Ｓ）の蒸気で充填されるか又は予め飽和された不活性領域である、請求項３から８のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
前記第３の不活性領域（７０）の容積が、複数の前記本体の総体積に適応され、及び／又は、前記第３の不活性領域（７０）が、ゲルの実質的な収縮が防止されるように前記溶媒（Ｓ）の蒸気で充填され、又は予め飽和され、前記第３の不活性領域が、好ましくは、チャンバによって規定される、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項１１】
前記第１の不活性又は換気領域（５２）及び／又は前記第２の不活性又は換気領域（６４）及び／又は前記第３の不活性領域（７０）を気密に封止することをさらに含む、請求項８から１０のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
前記第１の不活性又は換気領域（５２）及び／又は前記第２の不活性又は換気領域（６４）が、チャンバによって規定される、請求項１から１１のいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
前記第１の不活性又は換気領域（５２）が換気領域であり、及び／又は、前記第２の不活性又は換気領域（６４）が換気領域であり、前記チャンバがエアロック（６８）を備える、請求項１２に記載の方法。
【請求項１４】
前記本体から前記溶媒（Ｓ）を除去することが、オートクレーブ又はオーブン（７２）を用いて行われる、請求項１から１３のいずれか１項に記載の方法。
【国際調査報告】
2021515715.tif 000011
2021515715.tif 000012