(57)【要約】【課題】多孔質ゲルを構成するシリカ粒子の平均粒径を小さくすることができないため固体熱伝導が大きく、熱伝導率１３ｍＷ／ｍ・Ｋ以下の多孔質ゲルを作製することができなかった。【解決手段】珪素原子と酸素原子とが重合し平均径が空気の平均自由行程以下の微細粒子を成し、前記微細粒子同士が重合し空気の平均自由行程以下の平均径を有する細孔を構成した湿潤ゲルを作製し、細孔を潰すことなく乾燥させることにより、熱伝導率１３ｍＷ／ｍ・Ｋ以下の多孔質ゲルを実現することができる。【選択図】　なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
水を含む溶媒とゲル原料とを混合することで湿潤ゲルを形成させてなるゲル化工程と、前記湿潤ゲル内の水を除く除水工程と、前記の除水行程で除水された湿潤ゲル内に残存した溶媒を除いて多孔質ゲルを得る乾燥工程とを有し、前記ゲル化行程において、前記ゲル原料は珪素原子と酸素原子とを有し、前記珪素原子と前記酸素原子とが重合し平均径が空気の平均自由行程以下の微細粒子を成し、前記微細粒子同士が重合し空気の平均自由行程以下の平均径を有する細孔を構成した湿潤ゲルとする多孔質ゲルの製造方法。
【請求項２】
ゲル化行程において、微細粒子の核となる物質を添加し湿潤ゲルを形成する請求項１記載の多孔質ゲルの製造方法。
【請求項３】
ゲル化行程において、超音波を照射し湿潤ゲルを形成する請求項１または２記載の多孔質ゲルの製造方法。
【請求項４】
ゲル化行程において、紫外線を照射し湿潤ゲルを形成する請求項１〜３のいずれか１項に記載の多孔質ゲルの製造方法。
【請求項５】
ゲル化行程において、溶媒とゲル原料とを混合した後に混合物を冷却し湿潤ゲルを形成する請求項１〜４のいずれか１項に記載の多孔質ゲルの製造方法。
【請求項６】
ゲル化行程において、ゲル原料がアルコキシシランあるいはそのオリゴマーで、少なくとも水を含む溶媒と前記ゲル原料との混合時に、触媒として少なくとも酸あるいはアルカリを添加することにより湿潤ゲルを形成する請求項１〜５のいずれか１項に記載の多孔質ゲルの製造方法。
【請求項７】
ゲル化行程において、ゲル原料がアルコキシシランあるいはそのオリゴマーで、溶媒に含まれる水は前記ゲル原料のモル量の４倍以下のモル量で、かつ前記溶媒と前記ゲル原料との混合時に触媒として酸を添加し、その後アルカリを添加することにより湿潤ゲルを形成する請求項１〜６のいずれか１項に記載の多孔質ゲルの製造方法。
【請求項８】
ゲル化行程において、ゲル原料がアルコキシシランあるいはそのオリゴマーで、前記ゲル原料に少なくとも２官能もしくは３官能いずれかのアルキルアルコキシシランを添加し湿潤ゲルを形成する請求項１〜７のいずれか１項に記載の多孔質ゲルの製造方法。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載の多孔質ゲルの製造方法で製造された多孔質ゲルを有し、空気の平均自由行程以下の平均径を有する微細粒子同士が重合し空気の平均自由行程以下の平均径を有する細孔を構成した熱伝導率が静止空気の熱伝導率以下である断熱材。
【請求項１０】
熱伝導率が１３ｍＷ／ｍ・Ｋ以下である請求項９記載の断熱材。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、断熱材、吸音材、触媒担体、音響センサー等に利用できる多孔質ゲルの製造方法およびそれを利用した断熱材に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
断熱材や吸音材に利用される多孔質ゲルは、一般的に比表面積が大きく、多数の微細孔を有していることが必要であり、エアロゲルやキセロゲルと呼ばれる。そして、このような多孔質ゲルを得るためには、例えばテトラメトキシシラン（以下、ＴＭＯＳという）のような金属アルコキシドを加水分解・縮重合させる方法や、水ガラスに酸を添加する方法などのゾルーゲル法により、酸素原子と珪素原子とが交互に結合した３次元網目構造のシリカの微細粒子（以下、シリカ粒子という）を作り、さらにこれらシリカ粒子を重合させた湿潤ゲルを得る必要があり、さらにはその細孔を壊すことなく乾燥させる必要がある。
【０００３】
しかしながら、通常乾燥を行うと、乾燥時に湿潤ゲルの細孔中に生じる毛管力によって、細孔には収縮の力が加わり、細孔がつぶれてしまう。この現象を回避するために従来は主に次の二つの方法が用いられていた。一つ目の方法は、溶媒を超臨界状態にして乾燥させる方法であり、この方法は、キスラーによりアルコールの超臨界乾燥を用いる方法として開発され（ジャーナル　オブ　フィジカルケミストリー、３６巻、５２〜６４頁、１９３２年）、後にハントらにより、二酸化炭素を用いた超臨界乾燥へと発展した（米国特許第４６１０８６３号）。二つ目の方法はゲル表面を疎水化剤を用いて疎水化することによって、毛管力を減少させて乾燥させる方法（ジャーナル　オブ　ノン−クリスタライン　ソリッド、１８６巻、１０４〜１１２頁、１９９５年）が知られている。
【０００４】
ところで、多孔質ゲルを断熱材として用いる場合、細孔を破壊せずに乾燥させることが必要であるが、微細な細孔を構成する粒子についても十分に小さく、またその粒子の数が多いことが必要である。これは、粒子が小さいほど粒子を通って流れる熱が小さくなり、また粒子同士の接触がほぼ点接触であるので、その接触部分が熱抵抗となるため、粒子の数が多くなり粒子同士が接触している部分が多いほど流れる熱量が小さくなり、粒子全体を通る熱（以下、固体熱伝導という）が小さくなるからである。しかしながら、特開平５−５１２７７、特開平５−２９５１１７、特許第２８４０８８１号など疎水化の方法や乾燥方法については数多くの記載があるが、細孔を構成する粒子の数や大きさに関する記載はない。
【０００５】
また、特開平５−２９５１１７によると、ゾルーゲル法により作製した湿潤ゲルを超臨界乾燥を用いて作製した多孔質ゲルの熱伝導率は密度が０．１２〜０．１５程度で約１３ｍＷ／ｍ・Ｋであり、これが多孔質ゲルの熱伝導率の最小値といわれている。そして、見かけ密度が０．１２ｇ／ｍｌから離れるほど多孔質ゲルの熱伝導率は大きくなる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ＴＭＯＳやテトラエトキシシランなどのアルコキシシランをゲル原料として用い、溶媒としてメタノールやエタノールなどのアルコール類を用い、触媒として塩酸、硫酸、硝酸等の酸類やアンモニア、水酸化ナトリウム、ジメチルホルムアミド、ホルムアミド等のアルカリ類を用い、加水分解・縮重合反応により作製した湿潤ゲルを乾燥させた多孔質ゲルの熱伝導率は、密度が０．１２〜０．１５程度で約１３ｍＷ／ｍ・Ｋの最小値をとり、溶媒種や触媒種の変更、溶媒量や触媒量の変更等では、１３ｍＷ／ｍ・Ｋよりも小さな熱伝導率の多孔質ゲルを作製することができない。これは、多孔質ゲルを構成する粒子の大きさがほとんど変わらないためである。ゲル原料として水ガラス、触媒として塩酸や硫酸などの酸類を用いた場合も同様の結果である。そして、このときの固体熱伝導率は１０ｍＷ／ｍ・Ｋ程度である。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、このような課題を解決するものであり、水を含む溶媒とゲル原料とを混合することで湿潤ゲルを形成させてなるゲル化工程と、前記湿潤ゲル内の水を除く除水工程と、前記の除水行程で除水された湿潤ゲル内に残存した溶媒を除いて多孔質ゲルを得る乾燥工程とを有し、前記ゲル化行程において、前記ゲル原料は珪素原子と酸素原子とを有し、前記珪素原子と前記酸素原子とが重合し平均径が空気の平均自由行程以下の微細粒子を成し、前記微細粒子同士が重合し空気の平均自由行程以下の平均径を有する細孔を構成した湿潤ゲルとする多孔質ゲルの製造方法としたものである。これによると、平均径が空気の平均自由行程より小さい粒子と細孔をもち、かつ粒子の数が非常に多いため固体熱伝導が小さく、また細孔の平均径が空気の平均自由行程より小さいので細孔中にある空気分子の衝突による伝熱（以下、気体熱伝導という）も十分小さく、よって固体熱伝導と気体熱伝導の合算である熱伝導率が１３ｍＷ／ｍ・Ｋ以下の多孔質ゲルを作製することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
請求項１に記載の発明は、水を含む溶媒とゲル原料とを混合することで湿潤ゲルを形成させてなるゲル化工程と、前記湿潤ゲル内の水を除く除水工程と、前記の除水行程で除水された湿潤ゲル内に残存した溶媒を除いて多孔質ゲルを得る乾燥工程とを有し、前記ゲル化行程において、前記ゲル原料は珪素原子と酸素原子とを有し、前記珪素原子と前記酸素原子とが重合し平均径が空気の平均自由行程以下の微細粒子を成し、前記微細粒子同士が重合し空気の平均自由行程以下の平均径を有する細孔を構成した湿潤ゲルとする多孔質ゲルの製造方法としたもので、固体熱伝導と気体熱伝導を小さくすることができ、熱伝導率１３ｍＷ／ｍ・Ｋ以下の多孔質ゲルを製造することができる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載のゲル化行程において、微細粒子の核となる物質を添加し湿潤ゲルを形成したもので、微細粒子の核となる物質を添加することで、その核をもとに数多くの粒子が生成するため、粒子一つ一つの成長が抑制され、微細な粒子ができ、固体熱伝導がさらに小さな多孔質ゲルを作製することができる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、特に請求項１または２に記載のゲル化行程において、超音波を照射し湿潤ゲルを形成したもので、超音波を照射し、そのエネルギを加えることで数多くの微細な粒子を生成させ、固体熱伝導がさらに小さな多孔質ゲルを作製することができる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、特に請求項１〜３のいずれか１項に記載ゲル化行程において、紫外線を照射し湿潤ゲルを形成したもので、紫外線を照射し、そのエネルギを加えることで数多くの微細な粒子を生成させ、固体熱伝導がさらに小さな多孔質ゲルを作製することができる。
【００１２】
請求項５記載の発明は、特に請求項１〜４いずれか記載のゲル化行程において、溶媒とゲル原料とを混合した後に混合物を冷却し湿潤ゲルを形成したもので、湿潤ゲル形成時に急冷することで数多くの粒子を析出させ、粒子一つ一つの成長を抑制することにより、固体熱伝導がさらに小さな多孔質ゲルを作製することができる。
【００１３】
請求項６記載の発明は、特に請求項１〜５のいずれか１項に記載のゲル化行程において、ゲル原料がアルコキシシランあるいはそのオリゴマーで、少なくとも水を含む溶媒と前記ゲル原料との混合時に、触媒として少なくとも酸あるいはアルカリを添加することにより湿潤ゲルを形成したもので、アルコキシシランやそのオリゴマーは加水分解反応や縮重合反応の反応速度が速いためゲル化を速めることができ、また酸やアルカリなどの触媒を入れることでさらにゲル化を速めることができる。
【００１４】
請求項７記載の発明は、特に請求項１〜６のいずれか１項に記載のゲル化行程において、ゲル原料がアルコキシシランあるいはそのオリゴマーで、溶媒に含まれる水はゲル原料のモル量の４倍以下のモル量で、かつ前記溶媒と前記ゲル原料との混合時に触媒として酸を添加し、その後アルカリを添加することにより湿潤ゲルを形成したもので、溶媒とゲル原料との混合時に酸を添加することによりアルコキシシラン分子の一部の加水分解反応と縮重合反応を促進させ、数多くの微細粒子を作製しておいた後に、アルカリ触媒により微細粒子同士を縮重合させることにより、固体熱伝導がさらに小さな多孔質ゲルを作製することができる。
【００１５】
請求項８記載の発明は、特に請求項１〜７のいずれか１項に記載のゲル化行程において、ゲル原料がアルコキシシランあるいはそのオリゴマーで、前記ゲル原料に少なくとも２官能もしくは３官能いずれかのアルキルアルコキシシランを添加し湿潤ゲルを形成したもので、２官能もしくは３官能のアルキルアルコキシシランがあるために、一部の加水分解反応と縮重合反応が起こらず、粒子の成長が抑制され、固体熱伝導がさらに小さな多孔質ゲルを作製することができる。
【００１６】
請求項９記載の発明は、特に請求項１〜８のいずれか１項に記載の多孔質ゲルの製造方法で製造された多孔質ゲルを含み、空気の平均自由行程以下の平均径を有する微細粒子同士が重合し空気の平均自由行程以下の平均径を有する細孔を構成した熱伝導率が静止空気の熱伝導率以下である断熱材としたもので、多孔質ゲルは固体熱伝導、気体熱伝導ともにが非常に小さいため、非常に断熱性能が高い断熱材として様々なところに用いることができる。
【００１７】
請求項１０記載の発明は、特に請求項９記載の断熱材の熱伝導率が１３ｍＷ／ｍ・Ｋ以下としたもので、常圧ではこれまで作製不可能であった熱伝導率１３ｍＷ／ｍ・Ｋ以下の断熱材を実現でき、様々なところに用いることができる。
【００１８】
【実施例】
（実施例１）
多孔質ゲルを得るためには、原料にＴＭＯＳ等の金属アルコキシドを用いてゲル化させる方法、もしくは原料に水ガラスを用いてゲル化させる方法等のゾルーゲル法により、湿潤ゲルを作製する必要がある。具体的には、ゲル原料と溶媒と、必要に応じて触媒を混合することで、溶媒中でゲル原料を反応させ湿潤ゲルを形成させる。湿潤ゲルは、珪素原子と酸素原子が交互に結合した３次元網目構造のシリカ粒子を作り、それらシリカ粒子が重合し、それら粒子同士の隙間すなわち細孔に水等の溶媒が入り込む構造となっている。
【００１９】
ゲル原料として金属アルコキシドを用いる場合について説明する。金属アルコキシドは、例えば珪素、アルミニウム、ジルコニウム、チタン等のアルコキシドで、特に珪素のアルコキシドが入手しやすく、また反応速度が速いため、非常に好ましい。ゲル原料にＴＭＯＳを選び、溶媒としてアルコール、触媒として酸あるいはアルカリおよび水を加えることで、ＴＭＯＳを加水分解・縮重合を経て、湿潤ゲルとなる。
【００２０】
ゲル原料として水ガラスを用いる場合は、水ガラスに直接塩酸等の触媒を加え、ゲル化させ、湿潤ゲルを形成させる。このとき、水ガラスに含まれるナトリウム分などを触媒を入れる前に、電気透析処理などで取り除いておくか、ゲル化後に塩になったものを水で洗浄することで除去する。
【００２１】
その後、湿潤ゲル中に含まれる水を脱水し、溶媒をアセトン、ヘキサン、トルエン等の有機溶剤で置換し、湿潤ゲル表面のシラノール基をトリメチルクロロシラン、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジメトキシシラン等でトリメチルシリル化することにより疎水化を行い、湿潤ゲルに含まれる有機溶剤を乾燥させることにより多孔質ゲルを得る。
【００２２】
脱水後、疎水化処理を施さずとも、有機溶剤で置換した湿潤ゲル中の溶媒を超臨界状態にすることで乾燥させる、もしくは二酸化炭素を超臨界状態で流通させることにより溶媒を抽出する超臨界乾燥により乾燥することでも、多孔質ゲルを得ることができる。
【００２３】
ゲル化時に湿潤ゲルの構造が決定されるので、ゲル化時の条件を変化させることにより、得られた多孔質ゲルの物性が変化する。特に、多孔質ゲルを断熱材として用いる場合、多孔質ゲルを構成するシリカ粒子の大きさ、細孔径の大きさの制御が重要である。具体的には、シリカ粒子を小さくすることで、粒子を通って流れる熱が小さくなり、また粒子の数が多くなることで粒子同士が接触している部分が多くなり、その部分が熱抵抗となるので、固体熱伝導が小さくなる。特に、シリカ粒子径を空気の平均自由行程（１気圧で約６０ｎｍ）以下にすることにより、固体熱伝導率を約１０ｍＷ／ｍ・Ｋ以下にすることができる。
【００２４】
また、細孔の平均径を、空気の平均自由行程より小さくすることで、気体熱伝導を極度に小さくすることができる。この状態での気体熱伝導率は３ｍＷ／ｍ・Ｋ程度である。したがって、固体熱伝導と気体熱伝導の合算である熱伝導率が約１３ｍＷ／ｍ・Ｋ以下の多孔質ゲルを作製することができる。
【００２５】
シリカ粒子を小さくするためには、シリカ粒子の成長を抑制することが必要であり、そのためにはシリカ粒子の生成数を増やすことによりシリカ粒子一つ一つの成長を抑制することや、ゲル原料に２官能や３官能のアルキルアルコキシシランを混ぜることにより、縮重合の反応サイトを減らすことでシリカ粒子の成長を抑制することである。
【００２６】
シリカ粒子を小さくする具体的な方法としては、ゲル原料と溶媒と触媒の混合時からゲル化までの間に、シリカ粒子が生成する核となるようにＮａＣｌやＫＣｌなどを投入してシリカ粒子の生成数を増やす方法、シリカ粒子の成長を抑制するため振動数１０ＫＨｚ〜１０ＭＨｚの超音波をかける方法や、シリカ粒子の成長を抑制するため１５０ｎｍ〜３００ｎｍ程度の波長領域の紫外線を照射する方法、シリカ粒子の生成数を増やすために急冷する方法などがある。
【００２７】
また、ゲル原料としてアルコキシシランを選定した場合について記述する。この場合の加水分解反応は（化１）にようになる。Ｒはメチル基やエチル基などアルキル基を示す。
【００２８】
【化１】
2004010424.tif 000002
アルカリ雰囲気では、一般的に（１）の反応が起こりにくいが、いったん（１）の反応が起こると、一気に（４）の反応まで進み、縮重合速度も速いため、４カ所すべてのサイトが縮重合することができると言われている。したがって、それらが一斉に縮重合反応することによりシリカ粒子を形成し、そのシリカ粒子は非常に成長しやすいと言える。一方、酸雰囲気かつ水の量が少ない場合は、（１）の反応は起こりやすいが、その後の加水分解反応は遅く、（１）、（２）、（３）各々の状態で縮重合反応が起こると言われている。したがって、いったん線状に近い２〜１０両体程度のオリゴマーを作り、その後オリゴマー同士が部分的に縮重合し、シリカ粒子を形成する。縮重合できる反応サイトは限られているため、シリカ粒子の成長は抑制され、小さなシリカ粒子が大量にできることとなる。
【００２９】
よって、予めゲル原料にアルコキシシランのオリゴマーを用いたり、もしくはＴＭＯＳやテトラエトキシシラン等のゲル原料を、酸触媒により４モル倍以下の水と一部加水分解・縮重合を進めオリゴマー化しておく。その後、オリゴマーをアルカリ触媒により縮重合反応を活性化させることにより、小さなシリカ粒子同士を結合させ、湿潤ゲルを形成する。水の量が４モル倍以上あると、加水分解・縮重合が進み、シリカ粒子が成長してしまう。
【００３０】
また、ＴＭＯＳやテトラエトキシシラン等に、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン等の２官能、３官能のアルキルアルコキシシランを混合させたゲル原料を用いると、メチル基やエチル基が加水分解や縮重合反応しないため、シリカ粒子の成長を抑制することができる。
【００３１】
以下、多孔質ゲルに関する実験例を示す。
【００３２】
（実験例１）
ゲル原料にＴＭＯＳを選び、溶媒としてエタノールと水、触媒としてアンモニアを選んだ。触媒のアンモニアはアンモニア水として用いた。ＴＭＯＳとエタノールを混合したもの（以下、ＴＭＯＳ溶液という）に、水とアンモニア水を混合したもの（以下、アンモニア水溶液という）をスポイトを用いてゆっくりと滴下し、ゲル化する前にＴＭＯＳ溶液とアンモニア水溶液の混合を完了した。混合の比率はモル比で、ＴＭＯＳ：エタノール：水が１：３：４で、触媒のアンモニアはＴＭＯＳ１モルに対して、２８ｗｔ％のアンモニア水を１ｇ使用した。混合完了後、１〜１０分程度で湿潤ゲルとなった（以下、標準ゲルという）。
【００３３】
同様に、アンモニア水溶液にＮａＣｌを飽和まで溶解させたものを用いゲル化させたもの（以下、核ゲルという）、アンモニア水溶液を滴下する直前から波長１８５〜３２０ｎｍの紫外線を照射させながらゲル化させたもの（以下、紫外線ゲルという）、振動数１ＭＨｚの超音波を照射させながらゲル化させたもの（以下、超音波ゲルという）、ＴＭＯＳ溶液とアンモニア水溶液の混合完了後からゲル化するまでの間に、１秒間で３０℃程度冷却させゲル化させたもの（以下、冷却ゲルという）を作製した。各々の湿潤ゲルを、湿潤ゲルの３倍体積の量のアセトンで４回以上洗浄することで脱水した。次に、２０ｗｔ％のトリメチルクロロシランを含むアセトン溶液により、疎水化を行った。その後アセトンで、反応により発生した塩酸と未反応のトリメチルクロロシランとを洗い流し、湿潤ゲル中の溶媒をアセトンからヘキサンに置換し、１２０℃の電気炉の中で窒素気流下で乾燥を行い、それぞれの多孔質ゲルを得た。
【００３４】
各々の多孔質ゲルをミキサーにて粉砕し、粉状とした多孔質ゲルを不織布に詰め、その熱伝導率を測定した。またその後、各々の不織布に詰めた多孔質ゲルを真空パックし、固体熱伝導率を測定した。その結果を（表１）に示す。
【００３５】
【表１】
2004010424.tif 000003
よって、１３ｍＷ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率の多孔質ゲルを得ることができる。また、このときの標準ゲル以外のシリカ粒子の平均径はＴＥＭ観察により２〜３ｎｍで、平均細孔径は窒素吸着を用いた細孔分布測定により２０ｎｍであった。
【００３６】
（実験例２）
ゲル原料にＴＭＯＳを選び、溶媒としてエタノールと水、触媒として塩酸とアンモニアを選んだ。触媒のアンモニアはアンモニア水として用いた。まず、ＴＭＯＳとエタノールを混合したもの（以下、ＴＭＯＳ溶液という）に、水と３６ｗｔ％塩酸を混合したもの（以下、塩酸水という）をスポイトを用いてゆっくりと滴下した（以下、ＴＭＯＳ酸溶液という）。６０分静置させた後、アンモニア水をゆっくりと滴下し、ゲル化する前にＴＭＯＳ酸溶液とアンモニア水の混合を完了した。混合の比率はモル比で、ＴＭＯＳ：水が、１：１、１：１．３４、１：１．５、１：２、１：４、１：６の６水準行い（以下それぞれ、１ゲル、１．３４ゲル、１．５ゲル、２ゲル、４ゲル、６ゲルという）、塩酸はＴＭＯＳ１モルに対し０．０１モル使用し、触媒のアンモニアはＴＭＯＳ１モルに対して、２８ｗｔ％のアンモニア水を３ｇ使用した。エタノールは、湿潤ゲルのシリカ成分重量と湿潤ゲル体積の密度が０．１２となるように湿潤ゲル体積を調整するために用いた。ＴＭＯＳ酸溶液とアンモニア水の混合完了後、１〜１０分程度で湿潤ゲルとなった。各々の湿潤ゲルを、湿潤ゲルの３倍体積の量のアセトンで４回以上洗浄することで脱水した。
【００３７】
次に、２０ｗｔ％のトリメチルクロロシランを含むアセトン溶液により、疎水化を行った。その後アセトンで、反応により発生した塩酸と未反応のトリメチルクロロシランとを洗い流し、湿潤ゲル中の溶媒をアセトンからヘキサンに置換し、１２０℃の電気炉の中で窒素気流下で乾燥を行い、それぞれの多孔質ゲルを得た。
【００３８】
各々の多孔質ゲルをミキサーにて粉砕し、粉状とした多孔質ゲルを不織布に詰め、その熱伝導率を測定した。またその後、各々の不織布に詰めた多孔質ゲルを真空パックし、固体熱伝導率を測定した。その結果を（表２）に示す。
【００３９】
【表２】
2004010424.tif 000004
よって、１３ｍＷ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率の多孔質ゲルを得ることができる。また、このときの４ゲルと６ゲル以外のシリカ粒子の平均径はＴＥＭ観察により２〜３ｎｍで、平均細孔径は窒素吸着を用いた細孔分布測定により２０ｎｍであった。
【００４０】
（実験例３）
ゲル原料にＴＭＯＳとメチルトリメトキシシラン（以下、ＭＴＭＳという）を選び、溶媒としてエタノールと水、触媒としてアンモニアを選んだ。触媒のアンモニアはアンモニア水として用いた。ＴＭＯＳとＭＴＭＳとエタノールを混合したもの（以下、ＴＭ溶液という）に、水とアンモニア水を混合したもの（以下、アンモニア水溶液という）をスポイトを用いてゆっくりと滴下し、ゲル化する前にＴＭ溶液とアンモニア水溶液の混合を完了した。混合の比率はモル比で、ＴＭＯＳ：ＭＴＭＳ：エタノール：水が、１：０：３：４（以下、標準ゲルという）０．７５：０．２５：３：４（以下、２５％ゲルという）、０．５：０．５：３：４（以下、５０％ゲルという）、０．２５：０．７５：３：４（以下、７５％ゲルという）、０：１：３：４（以下、１００％ゲルという）の５水準で、触媒のアンモニアはＴＭＯＳとＭＴＭＳとの合計１モルに対して、２８ｗｔ％のアンモニア水を１ｇ使用した。混合完了後、１００％ゲル以外の各々が３〜３０分程度で湿潤ゲルとなった。１００％ゲルは、湿潤ゲル化しなかった。
【００４１】
１００％ゲル以外の各々の湿潤ゲルを、湿潤ゲルの３倍体積の量のアセトンで４回以上洗浄することで脱水した。次に、２０ｗｔ％のトリメチルクロロシランを含むアセトン溶液により、疎水化を行った。その後アセトンで、反応により発生した塩酸と未反応のトリメチルクロロシランとを洗い流し、湿潤ゲル中の溶媒をアセトンからヘキサンに置換し、１２０℃の電気炉の中で窒素気流下で乾燥を行い、それぞれの多孔質ゲルを得た。
【００４２】
各々の多孔質ゲルをミキサーにて粉砕し、粉状とした多孔質ゲルを不織布に詰め、その熱伝導率を測定した。またその後、各々の不織布に詰めた多孔質ゲルを真空パックし、固体熱伝導率を測定した。その結果を（表３）に示す。
【００４３】
【表３】
2004010424.tif 000005
よって、１３ｍＷ／ｍ・Ｋ以下の熱伝導率の多孔質ゲルを得ることができる。また、このときの標準ゲルと１００％ゲル以外のシリカ粒子の平均径はＴＥＭ観察により２〜３ｎｍで、平均細孔径は窒素吸着を用いた細孔分布測定により２０ｎｍであった。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように、請求項１〜８記載の発明によると、平均径が空気の平均自由行程より小さい粒子と細孔をもち、かつ粒子の数が非常に多いため固体熱伝導が小さく、また細孔の平均径が空気の平均自由行程より小さいので細孔中にある空気分子の衝突による伝熱（以下、気体熱伝導という）も十分小さく、よって固体熱伝導と気体熱伝導の合算である熱伝導率が１３ｍＷ／ｍ・Ｋ以下の多孔質ゲルを作製することができる。また、請求項９もしくは１０記載の発明によると、非常に断熱性能が高い断熱材を実現でき、ジャーポットやジャー炊飯器、オーブンレンジ等の家庭用熱機器に用いることができ、大幅な省エネを実現できる。