(57)【要約】  本発明は、シリカと、ＩＲ乳白剤と、有機ケイ素化合物Ａと、有機ケイ素化合物Ｂとを含有する断熱性混合物をプレスまたは圧縮することを含む、疎水化された成形断熱体の製造方法であって、有機ケイ素化合物Ａが、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）であり、有機ケイ素化合物Ｂが、式ＲｎＳｉＸ４−ｎ［式中、Ｒは、１〜１８個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり、ｎは、０、１、または２であり、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、またはアルコキシ基−ＯＲ１であり、Ｒ１は、１〜８個の炭素原子を有するヒドロカルビル基である］の物質に相当するか、または有機ケイ素化合物Ｂが、式ＨＯ［−Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］ｍＨ［式中、ｍは、２〜１００である］のシラノールに相当する、方法に関する。【特許請求の範囲】
【請求項１】
シリカと、ＩＲ乳白剤と、有機ケイ素化合物Ａと、有機ケイ素化合物Ｂとを含有する断熱性混合物をプレスまたは圧縮することを含む、疎水化された成形断熱体の製造方法であって、
有機ケイ素化合物Ａが、ヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）であり、
有機ケイ素化合物Ｂが、式ＲｎＳｉＸ４−ｎ
［式中、
Ｒは、１〜１８個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり、
ｎは、０、１、または２であり、
Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、またはアルコキシ基−ＯＲ１であり、Ｒ１は、１〜８個の炭素原子を有するヒドロカルビル基である］の物質に相当するか、または
有機ケイ素化合物Ｂが式ＨＯ［−Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］ｍＨ［式中、ｍは、２〜１００である］のシラノールに相当する、
方法。
【請求項２】
前記シリカが、エアロゲル、キセロゲル、パーライト、沈降シリカ、ヒュームドシリカ、およびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記ＩＲ乳白剤が、炭化ケイ素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、イルメナイト、チタン酸鉄、酸化鉄、ケイ酸ジルコニウム、酸化マンガン、黒鉛、カーボンブラック、およびこれらの混合物からなる群から選択されることを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記断熱性混合物が、０．０１重量％〜１０重量％の水を含有することを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記断熱性混合物が、
３０重量％〜９５重量％のシリカ、
５重量％〜５０重量％のＩＲ乳白剤、
１重量％〜２０重量％の有機ケイ素化合物Ａ、
１重量％〜２０重量％の有機ケイ素化合物Ｂ、および
０．１重量％〜１０重量％の水
を混合することによって製造されることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
前記断熱性混合物を製造する際の有機ケイ素化合物Ａ：有機ケイ素化合物Ｂ：水のモル比が、１：（０．１〜２０．０）：（０〜１０）であることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記断熱性混合物が、１重量％〜１０重量％の繊維を含有することを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記断熱性混合物の前記製造を、１０℃〜４０℃の温度で行うことを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
有機ケイ素化合物Ａおよび有機ケイ素化合物Ｂを前記断熱性混合物に添加してから前記断熱性混合物をプレスまたは圧縮するまでの時間が、最大３０分であることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１０】
前記断熱性混合物をプレスまたは圧縮した後、前記形成された成形断熱体を、２０℃〜８０℃の温度で１〜２４時間、熟成させることを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１１】
前記成形断熱体を熟成させた後、前記成形断熱体を、９０℃〜２００℃の温度で１〜２４時間、熱処理することを特徴とする、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
１００〜２００ｇ／ｌの密度、６５〜１５０ｋＰａの圧縮強度、および１０〜４０ｍＷ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率を有する、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法により製造された、疎水化された成形断熱体。
【請求項１３】
防音または断熱のための、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法により製造された成形断熱体の使用。
【請求項１４】
建築用中空ブロックの断熱材、建築用多層ブロックのコア断熱材、建物の内部および外部の断熱用の断熱材複合システムのコア断熱材、二重石積みにおける断熱材、炉構造物の断熱材、および真空断熱パネルの製造のための、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法により製造された成形断熱体の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、増加した圧縮強度を有する、シリカをベースとする疎水性成形体の製造方法、ならびに断熱および防音におけるその使用に関する。
【０００２】
住宅、工場プラント、パイプラインなどを効果的に断熱することは重要な経済的問題である。ポリウレタンフォームなどの有機物質をベースとする断熱材の大部分は可燃性であり、制限された温度でしか利用することができない。これらの欠点は、これまであまり普及していない無機酸化物をベースとする断熱材、例えば高多孔質二酸化ケイ素をベースとする断熱材では示されない。
【０００３】
そのような二酸化ケイ素をベースとする断熱材は、典型的には、エアロゲルと呼ばれるものと、沈降シリカまたはヒュームドシリカとをベースとする。これらのシリカのタイプに関するより詳細な情報は、例えば、２００８年４月１５日にオンラインで公開されたUllmann’s Encyclopedia of Industrial Chemistryの「シリカ」の章DOI:10.1002/14356007.a23_583.pub3で見ることができる。
【０００４】
そのような二酸化ケイ素をベースとする断熱材は、典型的には非撥水性である。しかし、コア断熱材への水分の付着および吸収を防止しなければならない。この水分吸収の原因は、シリカ上に位置し、水が付着するシラノール基である。独国特許出願公開第３０３７４０９号明細書には、発泡パーライト撥水剤からなるコア材料を製造するために、アルカリ金属および／またはアルカリ土類金属のステアリン酸塩、ワックス、ならびに脂肪を使用することが開示されている。これらの物質により具体的に得られるものは、「コーティング」という名称で知られている表面被覆である。この方法で処理されたコア材料は、液体の水をはじくものの、空気中の湿気の形態の水蒸気を吸収するため、結果として断熱特性が低下する。独国特許出願公開第４２２１７１６号明細書には、例えばヒュームドシリカをオルガノシランと反応させ、それによりこれらを疎水性、すなわち撥水性にすることが開示されている。
【０００５】
しかしながら、そのような疎水性シリカは、シラノール基のシリカ粒子が有機基で飽和するためもはや噛み合わないことから、十分に圧縮することができず、プレス可能ではない。同様に、疎水性シリカを含む混合物では、プレス工程で満足できる結果を得られない。しかしながら、機械的安定性を確保し、断熱においてそのような材料を利用するためには、プレスが必要である。
【０００６】
欧州特許出願公開第００３２１７６号明細書には、１０重量％〜８０重量％のシリカと、５重量％〜４０重量％の乳白剤と、１重量％〜１０重量％の無機繊維と、１重量％〜２０重量％の式Ｒ１ｘＳｉ（ＯＲ２）４−ｘまたはＲ１Ｒ２Ｒ３Ｒ４Ｓｉ［式中、Ｒ１〜Ｒ４は、特にアルキル基である］の有機ケイ素化合物とを含有する断熱性混合物が開示されている。そのような断熱性混合物は、シートを形成するためにプレスされ、次いで１０００℃で熱処理され、これにより、熱処理されたシートの収縮を低減することが可能である。
【０００７】
欧州特許出願公開第１９８８２２８号明細書には、疎水性の微孔性断熱材を有する建築用ブロックおよび建築用システムが開示されており、式ＲｎＳｉＸ４−ｎ［式中、ｎは、１〜３である］または（Ｒ３Ｓｉ）２Ｙ［式中、Ｙは、ＮＨまたはＯであり、Ｒは、ＣＨ３またはＣ２Ｈ５である］のシランを含む断熱性混合物から構成される前記材料は、シラン添加直後に、シートまたは他の成形品を形成するためにプレスまたは圧縮される。この方法で製造されたシートまたは成形品は、恒久的に疎水性であり、１４〜２０ｍＷ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率を有する。
【０００８】
この方法で製造された成形断熱体の欠点は、比較的低い圧縮強度しか有しておらず、そのため機械的に十分に安定なままではないことである。特に、これは２００ｇ／ｌ未満の比較的低い材料密度で明白である。この欠点のため、断熱性利用の観点から、建築分野におけるそのようなシートの利用が制限される。２００ｇ／ｌ未満の密度および６０ｋＰａを超える圧縮強度を有する成形断熱体、例えば断熱シートを製造することが望まれるであろう。
【０００９】
国際公開第２０１３／０１３７１４号には、ガス状オルガノシランを用いて、耐圧性疎水化チャンバー内で親水性シリカを含む成形断熱体を疎水化するための方法が開示されている。前記方法は、疎水化された断熱シートの非連続的な製造に非常に適しているものの、技術的な困難なしに連続生産モードに適用することはできない。加えて、前記方法の適用は耐圧装置を必要とし、これはそれに応じて高い投資コストを生じさせる。
【００１０】
国際公開第２００５／０２８１９５号には、その連続プレスによって微孔性乾燥断熱材混合物から断熱シートを製造するための連続プロセスが開示されている。このプロセスで使用される断熱材混合物は親水性である。すなわち疎水化剤で処理されていない。欧州特許出願公開第１９８８２２８号明細書に記載されているように、疎水化シリカを圧縮して断熱シートなどの緻密な製品を形成することは不可能であると考えられるため、疎水化シリカをベースとする混合物を圧縮するための同様のプロセスは技術的に実現可能ではないであろう。
【００１１】
本発明の目的は、技術的に単純かつコスト効率の高い形で実行可能であり、また連続運転モードに移行可能である、シリカをベースとする疎水性成形体の製造方法を提供することである。本発明のさらなる目的は、５０ｍＷ／（ｍ・Ｋ）未満の熱伝導率および６０ｋＰａを超える圧縮強度を有する疎水化された断熱性成形体、より具体的には断熱シートを製造することである。追加の目的は、２００ｇ／ｌ未満の材料密度で上述した熱伝導率および圧縮強度を達成することである。
【００１２】
これらの目的は、シリカと、ＩＲ乳白剤と、有機ケイ素化合物Ａと、有機ケイ素化合物Ｂとを含有する断熱性混合物をプレスまたは圧縮することを含む、疎水化された成形断熱体の製造方法によって達成され、この方法における有機ケイ素化合物Ａは、ヘキサメチルジシラザンであり、有機ケイ素化合物Ｂは、式ＲｎＳｉＸ４−ｎ［式中、Ｒは、１〜１８個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり、ｎは、０、１、または２であり、Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、またはアルコキシ基−ＯＲ１であり、Ｒ１は、１〜８個の炭素原子を有するヒドロカルビル基である］の物質に相当するか、または有機ケイ素化合物Ｂは、式ＨＯ［−Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］ｍＨ［式中、ｍは、２〜１００である］のシラノールに相当する。
【００１３】
本発明における「疎水性」または「疎水化」という用語は、水などの極性媒体に対して低い親和性を有する粒子および成形体に関する。対照的に、親水性の粒子または成形体は、水などの極性媒体に対して高い親和性を有する。疎水化された材料の疎水性は、典型的には、シリカ表面に適切な非極性基を適用することによって達成することができる。疎水化された材料の疎水性の程度は、例えば、国際公開第２０１１／０７６５１８号の第５頁〜第６頁に詳しく記載されているように、そのメタノール濡れ性を含むパラメータにより決定することができる。純水中では、疎水性シリカは水から完全に分離し、溶媒に濡れずにその表面に浮く。対照的に、純粋なメタノール中では、疎水性シリカは溶媒体積全体にわたって分布し、完全な濡れが生じる。本発明においてメタノール濡れ性を測定する際には、シリカが部分的に濡れる時点の、すなわち試験混合物との接触後に使用したシリカの約５０％が試験混合物から分離して濡れたままになる時点の、メタノール／水試験混合物中の最大メタノール含有量が決定される。メタノール／水混合物中のこのメタノール含有量（体積％）は、メタノール濡れ性と呼ばれる。そのようなメタノール濡れ性が高いほど、材料の疎水性が大きい。メタノール濡れ性が低いほど、材料の疎水性が小さく、親水性が大きい。
【００１４】
本発明の方法により製造可能な疎水化された成形断熱体は、メタノール／水混合物中で、５体積％超、好ましくは１０体積％〜８０体積％、より好ましくは１５体積％〜７０体積％、特に好ましくは２０体積％〜６５体積％、最も好ましくは２５体積％〜６０体積％のメタノール含有量の、メタノール濡れ性を有する。
【００１５】
断熱性混合物中に存在するシリカは、好ましくは、エアロゲル、キセロゲル、パーライト、沈降シリカ、ヒュームドシリカ、およびこれらの混合物からなる群から選択される。断熱性混合物製造のための出発物質として、親水性シリカ、すなわちメタノール／水混合物中で２０体積％未満のメタノール含有量のメタノール濡れ性を有するものが使用される場合が特に有利である。最も好ましくは、ヒュームドシリカまたは二酸化ケイ素エアロゲルが使用される。
【００１６】
ヒュームドシリカは、火炎加水分解または火炎酸化によって製造される。これは、通常は水素／酸素火炎の中で、加水分解性または酸化性の出発物質を酸化または加水分解することを含む。焼成法で使用され得る出発物質には有機物質および無機物質が含まれる。四塩化ケイ素が特に適している。結果として得られる親水性シリカはアモルファスである。ヒュームドシリカは一般的に凝集形態である。「凝集」とは、生成中に最初に形成されるいわゆる一次粒子が、反応のその先の過程で強い相互接続を形成して三次元ネットワークを形成することを意味すると理解される。一次粒子はほとんど細孔を有さず、表面上に遊離ヒドロキシル基を有する。
【００１７】
二酸化ケイ素エアロゲルは、水性二酸化ケイ素ゲルから特定の乾燥方法によって製造される。典型的には、出発点は、ケイ素原料としての水ガラス（ケイ酸ナトリウム）、またはオルトケイ酸テトラエチル（ＴＥＯＳ）やオルトケイ酸テトラメチル（ＴＭＯＳ）などのケイ素アルコキシレート（オルガノシリケート）であり、これらは最初にシリカゾルを形成し、その後シリカゲルを形成する。これらは非常に高度な細孔構造を有しており、そのため非常に有効な断熱材である。
【００１８】
使用されるシリカは、２０ｍ２／ｇ超、好ましくは３０〜５００ｍ２／ｇ、特に好ましくは５０〜４００ｍ２／ｇ、最も好ましくは７０〜３５０ｍ２／ｇのＢＥＴ表面積を有することができる。単にＢＥＴ表面積とも呼ばれる比表面積は、ＤＩＮ  ９２７７：２０１４に従って、Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ法による窒素吸着によって決定される。
【００１９】
本発明による方法でプレスまたは圧縮された断熱性混合物は、少なくとも１種のＩＲ乳白剤を含む。そのようなＩＲ乳白剤は、断熱材の赤外線透過率を低下させ、その結果放射による熱伝導を最小限に抑える。好ましくは、ＩＲ乳白剤は、炭化ケイ素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、イルメナイト、チタン酸鉄、酸化鉄、ケイ酸ジルコニウム、酸化マンガン、黒鉛、カーボンブラック、およびこれらの混合物からなる群から選択される。使用されるＩＲ乳白剤の粒子サイズは、通常０．１〜２５μｍである。
【００２０】
本発明による方法で使用されるシリカ含有断熱性混合物は、繊維および／または微細な無機添加剤をさらに含んでいてもよい。
【００２１】
補強のために、すなわち機械的強化のために、本発明による方法により製造された成形体に繊維を添加することができる。前記繊維は、無機物由来のものであっても有機物由来のものであってもよく、１重量％〜１０重量％程度まで断熱性混合物中の構成要素として存在することができる。使用できる無機繊維の例は、グラスウール、ストーンウール、バサルト繊維、スラグウール、およびセラミック繊維（酸化アルミニウムおよび／または二酸化ケイ素、ならびに他の無機金属酸化物の溶融物からなる繊維）である。純粋な二酸化ケイ素繊維の例は、シリカ繊維である。使用できる有機繊維の例は、セルロース繊維、紡績繊維、および合成繊維である。繊維の直径は、好ましくは１〜１２μｍ、特に好ましくは６〜９μｍであり、長さは、好ましくは１〜２５ｍｍ、特に好ましくは３〜１０ｍｍである。
【００２２】
さらに、本発明による方法によって製造された成形体に無機充填材を添加することもできる。沈降シリカ、アークシリカ、またはシリコンもしくはフェロシリコンの電気化学的製造中に揮発性の一酸化ケイ素の酸化反応によって生成されるＳｉＯ２含有フライアッシュなどの、様々な合成により製造された形態の二酸化ケイ素を使用することが可能である。ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、および混合ケイ酸塩（かんらん石等）などのケイ酸塩を酸で浸出させることにより製造されるシリカも可能である。さらに、珪藻土（diatomaceous earthsおよびkieselguhrs）などの天然に存在するＳｉＯ２含有化合物を使用することも可能である。同様に、パーライトやバーミキュライトなどの熱膨張鉱物、および酸化アルミニウムや二酸化チタンや酸化鉄などの微粒子金属酸化物を添加することも可能である。
【００２３】
本発明による方法で使用される有機ケイ素化合物（シラン）は、シリカのシラノール基と反応し、それにより成形断熱体を撥水性、すなわち疎水性にする。本発明の方法では、少なくとも２種の異なる有機ケイ素化合物が使用される。
【００２４】
有機ケイ素化合物Ａであるヘキサメチルジシラザン（ＨＭＤＳ）は、主に、形成された成形体の高度な疎水性の実現に役立つ。
【００２５】
有機ケイ素化合物Ｂは、形成された成形体の比較的高い機械的強度に寄与する。この機能では、有機ケイ素化合物Ｂは、少なくとも２つの遊離シラノール基の間に化学結合を形成し得るものでなければならない。この目的のために、有機ケイ素化合物Ｂは、少なくとも２つの反応性基、すなわち加水分解可能または化学的に置換可能な基を含む必要がある。有機ケイ素化合物Ｂは、一般式ＲｎＳｉＸ４−ｎの物質とすることができ、式中、
Ｒは、１〜１８個の炭素原子、好ましくは１〜６個の炭素原子を有するヒドロカルビル基であり、
ｎは、０、１または２であり、
Ｘは、Ｃｌ、Ｂｒ、またはアルコキシ基−ＯＲ１であり、Ｒ１は、１〜８個の炭素原子を有するヒドロカルビル基である。
【００２６】
特に好ましくは、使用される式ＲｎＳｉＸ４−ｎの有機ケイ素化合物Ｂは、１〜３個の炭素原子（メチル、エチル、ｎ−プロピル、またはｉ−プロピル）を有するアルコキシシラン（Ｘ＝アルコキシ基の場合）である。最も好ましくは、使用される一般式ＲｎＳｉＸ４−ｎの有機ケイ素化合物Ｂは、テトラメトキシシラン（オルトケイ酸テトラメチル、ＴＭＯＳ）、テトラエトキシシラン（オルトケイ酸テトラエチル、ＴＥＯＳ）、およびテトラプロポキシシラン（オルトケイ酸テトラプロピル、ＴＰＯＳ）などのテトラアルコキシシラン（別名オルトケイ酸テトラアルキル）である。
【００２７】
あるいは、有機ケイ素化合物Ｂは、一般式ＨＯ［−Ｓｉ（ＣＨ３）２Ｏ−］ｍＨ［式中、ｍは、２〜１００である］のシラノールであってもよい。そのようなシラノールは、ヒドロキシル末端基を有するポリジメチルシロキサンまたはシリコーンオイルとも呼ばれ、通常、ジメチルジクロロシランの加水分解によって生成し、１６２〜７５００ｇ／ｍｏｌのモル質量、０．７６〜１．０７ｇ／ｍｌの密度、および０．６〜１００００００ｍＰａ・ｓの粘度を有する。
【００２８】
本発明による方法を実施する際には、断熱性混合物の製造に水を使用すること、好ましくは断熱性混合物が０．０１重量％〜１０重量％の水を含むことがさらに有利である。添加された水は、完成した成形体の迅速な疎水化および固化に寄与することができる。
【００２９】
本発明による方法で使用される断熱性混合物は、関連する成分を混合することによって製造される。好ましくは、前記混合物は、３０重量％〜９５重量％、特に好ましくは５０重量％〜９０重量％のシリカ、５重量％〜５０重量％、特に好ましくは７重量％〜２５重量％のＩＲ乳白剤、１重量％〜２０重量％、特に好ましくは２重量％〜１０重量％の有機ケイ素化合物Ａ、１重量％〜２０重量％、特に好ましくは２重量％〜１０重量％の有機ケイ素化合物Ｂ、および０．１重量％〜１０重量％、特に好ましくは０．５重量％〜５重量％の水を混合することによって製造され、これらの重量割合はそれぞれ断熱性混合物の総質量基準である。
【００３０】
断熱性混合物を製造する際の有機ケイ素化合物Ａ：有機ケイ素化合物Ｂ：水のモル比は、１：（０．１〜２０．０）：（０〜１０）とすることができ、これは好ましくは１：（１．０〜１０．０）：（０．１〜５）である。
【００３１】
本発明に従って疎水化された成形断熱体を製造することは、好ましくは、以下の処理工程を含む：
ａ）個々の成分を混合することによって断熱性混合物を製造する工程；ｂ）断熱性混合物をプレスまたは圧縮する工程；ｃ）形成された成形断熱体を熟成する工程；およびｄ）前記成形体を熱的に処理（加熱処理）する工程。
【００３２】
断熱性混合物の製造は、通常様々な混合ユニットの中で行うことができる。しかし、好ましくは遊星ミキサーが使用される。混合物への個々の成分の添加の順序は、必要に応じて変更することができる。ただし、好ましくは、混合順序の最後に有機ケイ素化合物、特に好ましくは液体形態の有機ケイ素化合物の添加が行われる。ここで重要なことは、成分を徹底して均一に混合することにより、反応（疎水化）が「反転」しないようにすることである。この目的のために、液体の有機ケイ素化合物を、例えば噴霧によって、断熱性混合物の残りの成分に添加することができる。原則的に、有機ケイ素化合物を混合物の他の成分と接触させる前に、シリカ、乳白剤、および他の代替物などの個々の成分に有機ケイ素化合物を添加することも可能である。成形断熱体の強化に繊維が使用される場合には、確実に繊維を完全に可溶化するために、一種のマスターバッチとして最初に繊維を他の混合成分の一部と予備混合することが有利である。繊維の可溶化後、混合成分の大部分が添加される。
【００３３】
断熱性混合物の製造は、最大７０℃、好ましくは最大５０℃、特に好ましくは１０℃〜４０℃の温度で行うことができる。これにより、後続のプレスに悪影響を及ぼす可能性があるシリカの早期の疎水化を、確実になくすかまたは最小限に抑えることができる。
【００３４】
有機ケイ素化合物Ａおよび有機ケイ素化合物Ｂを断熱性混合物に添加してから断熱性混合物をプレスまたは圧縮するまでの時間は、好ましくは同じ理由で制限されるべきであり、長くても最大３時間とすることができるが、好ましくは最大１時間、特に好ましくは最大３０分とすることができる。
【００３５】
有機ケイ素化合物とシリカのシラノール基との反応は、主にプレスまたは圧縮工程中およびその直後に起こる。必要に応じて、熱の供給または熱の除去（冷却）によって、および水、アルコール、または塩化水素などの極性物質である促進剤として公知のものによって、任意選択的にはわずかな正圧下で、反応を加速または遅延させること、すなわち制御することができる。
【００３６】
混合プロセスの完了後、断熱性混合物のかさ密度は、成分の性質および量に応じて、４０〜１８０ｇ／ｌ、好ましくは４０〜９０ｇ／ｌとすることができる。得られる断熱性混合物の流動性は非常に優れており、これは、プレスや圧縮を行うことで、または中空の建築用ブロックの空隙に充填してからプレスすることで、容易に均一な形で例えばシートなどの成形断熱体を形成できることを意味する。プレスまたは圧縮して成形断熱体を形成する場合、一定の密度を設定することが可能であり、これは断熱材の熱伝導率に大きく影響する。圧縮された材料の密度が低いほど、通常は熱伝導率が低くなり、断熱特性が向上する。ただし、約１５０ｇ／ｌ未満の密度の場合には、断熱特性が低下する可能性がある。
【００３７】
断熱性混合物がプレスまたは圧縮された後、形成された成形断熱体は、２０℃〜８０℃の温度で１〜２４時間、熟成することができる。この過程で、疎水化反応をさらに進行させることができ、得られる成形断熱体の機械的および化学的特性を改善することができる。
【００３８】
成形断熱体が熟成された後、これは、９０℃〜２００℃の温度で１〜２４時間、熱処理することができる。この過程で、疎水化を完了することができ、使用した過剰量の成分または疎水化プロセスの開裂生成物を最終生成物から除去することができる。
【００３９】
機械的安定化のために、およびほこりのつかない取り扱いなどのよりよい取り扱いのために、疎水化された成形断熱体は、不織布およびフィルム、好ましくは収縮性フィルムで包むことができる。
【００４０】
得られるシートや他の成形品などの成形断熱体は、連続材料であり、恒久的に疎水性である。
【００４１】
本発明の方法は、
５０〜３００ｇ／ｌ、好ましくは７５〜２５０ｇ／ｌ、特に好ましくは１００〜２００ｇ／ｌの密度；
６０ｋＰａ超、好ましくは６５〜１５０ｋＰａ、特に好ましくは８０〜１２０ｋＰａの圧縮強度；および
５０ｍＷ／（ｍ・Ｋ）未満、好ましくは５〜４５ｍＷ／（ｍ・Ｋ）、特に好ましくは１０〜４０ｍＷ／（ｍ・Ｋ）、最も好ましくは１５〜３５ｍＷ／（ｍ・Ｋ）の熱伝導率
を有する疎水化された成形断熱体を製造することを可能にする。
【００４２】
本発明による方法によって製造可能な成形断熱体の機械的強度（圧縮強度）は、ＤＩＮ  ＥＮ  ８２６：２０１３“Thermal insulating products for building applications - Determination of compression behaviour”に従って加圧下で生じる圧縮応力を測定することにより決定することができる。
【００４３】
成形断熱体の熱伝導率は、ＥＮ  １２６６７：２００１に従って、空気雰囲気下、標準圧力で、平均測定温度１０℃、接触圧力２５０Ｐａで決定することができる。
【００４４】
本発明は、さらに、防音または断熱のための、本発明による方法によって製造された疎水化された成形断熱体の使用を提供する。特に、疎水化された成形断熱体は、建築用中空ブロックの断熱材、建築用多層ブロックのコア断熱材、建物の内部および外部の断熱用の断熱材複合システムのコア断熱材、二重石積みにおける断熱材、炉構造物の断熱材、および真空断熱パネルの製造に使用することができる。
【００４５】
本発明による方法により製造される前記疎水化された成形断熱体の使用領域には、断熱材が水分または湿気にさらされるすべての用途が含まれる。
【００４６】
実施例
メタノール濡れ性の決定
シートサンプルは、手作業で粉砕する。粉末混合物を８００μｍのふるいでふるい分けし、ふるいの残渣を廃棄する。ふるい分けしたサンプルから、２００±５ｍｇを分析天びんで遠沈管の中に正確に量り入れる。エッペンドルフピペット（１０ｍｌ）を使用して、８．０ｍｌのメタノール／水混合物（０体積％から９０体積％までのＭｅＯＨ、メタノール含有量を５体積％ずつ増加）を各秤量した量に添加する。管をしっかりと閉じ、ターブラミキサーで３０秒間均一に混合する。これに続いて、サンプルを２５００ｒｐｍで５分間遠心分離する。
【００４７】
体積％単位でのメタノール濡れ性の規定値は、シリカが部分的に濡れる時点、すなわち、試験混合物との接触後に使用したシリカの約５０％が分離し、溶媒の表面で濡れないままになる時点のメタノール／水試験混合物中の最大メタノール含有量と関連する。
【００４８】
シートの熱伝導率の決定
成形断熱体の熱伝導率は、ＥＮ  １２６６７：２００１に従って、空気雰囲気下、標準圧力で、平均測定温度１０℃、接触圧力２５０Ｐａで決定した。
【００４９】
シートの平均圧縮強度の決定
シートの平均圧縮強度は、ＤＩＮ  ＥＮ  ８２６：２０１３“Thermal insulating products for building applications - Determination of compression behaviour”に従って加圧下で生じる圧縮応力を測定することにより決定した。３回の測定から確認された平均値は、さらに平均圧縮強度と呼ばれる。
【００５０】
シート製造（プロセスの説明）
比較例１〜４および実施例１〜５
８２重量％のＡｅｒｏｓｉｌ（登録商標）３００親水性シリカ（ＢＥＴ＝３００ｍ２／ｇ、製造元：ＥＶＯＮＩＫ  Ｒｅｓｏｕｒｃｅ  Ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ  ＧｍｂＨ）と、１５重量％の炭化ケイ素１０００Ｆ（Ｃａｒｓｉｍｅｔ、製造元：Ｋｅｙｖｅｓｔ）と、３重量％のショートカットシリカ繊維（ＡＳＩＬ（登録商標）直径６μｍ；Ｌ６ｍｍ、製造元：ＡＳＧＬＳＯＷ（登録商標）ｔｅｃｈｎｏｆｉｂｒｅ  ＧｍｂＨ）とからなる混合物Ａを、個々の成分を混合することにより製造した。表１に記載の量のＨＭＤＳ、水、およびＴＥＯＳと共に混合物Ａ（３０００ｇ）を２５℃で混合して、断熱性混合物を得た。これに関連して、混合物熟成時間（＝混合後、プレスするまでの時間）は３０分未満であった。表２に、個々の実施例と比較例の混合時間および混合物熟成時間に関するより正確な詳細事項が示されている。
【００５１】
約３０×３０×２ｃｍの寸法を有するシートを形成するために、予め製造した断熱性混合物のプレスを、スピンドルプレスで２５℃で２０秒以内行った。プレス後の保持時間は１００秒間であった。プレスに続いて、閉鎖系の中で２５〜８０℃で１〜２４時間、シートを熟成した。より正確なシートの熟成時間および温度を表２に示す。熟成後、シートを開放系で１６５℃で２４時間以内熱処理し、２５℃（室温）まで放冷した。
【００５２】
このようにして製造したシートの密度、圧縮強度、メタノール濡れ性、および熱伝導率が表３にまとめられている。
【００５３】
【表１】
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【００５４】
【表２】
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【００５５】
【表３】
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【００５６】
比較例３のものを除くすべてのシートが疎水性であり、≧２０体積％のＭｅＯＨのメタノール濡れ性を有していた。これは、有機ケイ素化合物Ａ（ＨＭＤＳ）の作用に起因すると考えることができる。ＴＥＯＳ（有機ケイ素化合物Ｂ）なしでＨＭＤＳ（有機ケイ素化合物Ａ）を使用すると、得られたシートの機械的強度（平均圧縮強度）が不十分になった（比較例１、２、４）。比較例１、２、および４のシートの平均圧縮強度は、ＨＭＤＳ（有機ケイ素化合物Ａ）、ＴＥＯＳ（有機ケイ素化合物Ｂ）、および水を使用した実施例１〜５のシートよりも低かった。比較例４は、ＴＥＯＳなしで行ったが、それ以外は実施例５と同じ条件下で行った。これにより、比較例４のシートの圧縮強度が大幅に低下した。
【国際調査報告】
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