(57)【要約】  本発明は、有機変性されたエアロゲルの製造方法であって、  ａ）  酸性または両性の酸素含有分子アニオンの少なくとも１つの可溶性の塩と、少なくとも１つの酸とを反応させてヒドロゲルをもたらす段階、  ｂ）  少なくとも１つの有機基を有するシリル化剤と無極性溶剤とを含む混合物を用いて、前記ヒドロゲルを変性する段階、  ｃ）  有機変性されたゲルを臨界未満で乾燥させる段階を含む前記方法において、段階ａ）と段階ｂ）との間に溶剤の交換のための、および／または塩の除去のための段階を含まず、且つアルコールの不在下で実施される、前記方法に関する。さらに、得られた有機変性されたエアロゲルの、断熱または遮音材料としての、触媒担体、ガス貯蔵手段としての、または吸着剤としての使用が開示される。【特許請求の範囲】
【請求項１】
有機変性されたエアロゲルの製造方法であって、
ａ）  酸性または両性の酸素含有分子アニオンの少なくとも１つの可溶性の塩Ａ）と、少なくとも１つの酸Ｂ）とを反応させてヒドロゲルをもたらす段階、
ｂ）  少なくとも１つの有機基を有するシリル化剤と少なくとも１つの無極性溶剤とを含む混合物を用いて、前記ヒドロゲルを変性する段階、
ｃ）  有機変性されたゲルを臨界未満で乾燥させる段階
を含む前記方法において、段階ａ）と段階ｂ）との間に溶剤の交換のための、および／または塩の除去のための段階を含まず、且つアルコールの不在下で実施されることを特徴とする、前記方法。
【請求項２】
前記少なくとも１つの酸性または両性の酸素含有分子アニオンが、アルミニウム、ケイ素、リン、スズ、アンチモン、チタン、クロム、モリブデン、タングステン、鉛、ビスマス、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、ホウ素、砒素、マンガン、レニウム、亜鉛、ゲルマニウム、イットリウム、ベリリウムおよび銅に基づくものであることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記酸性または両性の酸素含有分子アニオンの塩が、アルカリ金属のケイ酸塩、アルカリ金属のチタン酸塩、アルカリ金属のアルミン酸塩およびアルカリ金属のリン酸塩の群からの少なくとも１つの化合物であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記酸性または両性の酸素含有分子アニオンの可溶性の塩が、１〜４０質量％のナトリウム水ガラスおよび／またはカリウム水ガラス溶液であることを特徴とする、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
使用される酸が、酢酸、シュウ酸、トリフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸、炭酸、メタンスルホン酸、塩酸、フッ化水素酸、硫酸、リン酸、ホウ酸および硝酸の群からの少なくとも１つであることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項６】
段階ａ）において得られるヒドロゲルが、段階ｂ）の前に、２０〜１００℃、且つｐＨ２〜１２で、１２時間までの間、エージングされることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項７】
前記少なくとも１つの有機基を有するシリル化剤が、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン、メチルトリクロロシラン、メチルジクロロシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メトキシトリメチルシラン、トリメチルクロロシランおよびトリエチルクロロシランの群からの少なくとも１つの化合物であることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項８】
前記非極性溶剤が、式ＣnＨ2n+2の少なくとも１つの炭化水素であり、前記ｎは５〜２０の整数であることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項９】
ヒドロゲルを変性するための混合物が、少なくとも１つの有機基を有するシリル化剤および非極性溶剤からなることを特徴とする、請求項１から８までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１０】
段階ａ）を、
α）  回転軸周りで回転する物体Ｋ、および
β）  計量システム
を有する反応器内で実施し、その際、
Ｉ）  ｉ）  酸性または両性の酸素含有分子アニオンの少なくとも１つの可溶性の塩、および
ｉｉ）  少なくとも１つの酸
を、計量システムを用いて回転する物体Ｋの表面の内部領域に施与し、成分ｉ）とｉｉ）との混合物が、回転する物体Ｋの表面上で、回転する物体Ｋの表面の外部領域へと流れ、
ＩＩ）  該混合物が表面を離れる
ことを特徴とする、請求項１から９までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１１】
ヒドロゲルの形成に先立ち、繊維を、酸性または両性の酸素含有分子アニオンの少なくとも１つの可溶性の塩に、または少なくとも１つの酸に、および／またはそれらの混合物に添加することを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１２】
ヒドロゲルの形成に先立ち、不透明剤、特にＩＲ不透明剤を、酸性または両性の酸素含有分子アニオンの少なくとも１つの可溶性の塩に、または少なくとも１つの酸に、および／またはそれらの混合物に添加することを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１３】
段階ａ）および／または次の段階の後に得られるゲルを粉砕することを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項に記載の方法。
【請求項１４】
断熱または遮音材料としての、触媒担体、ガス貯蔵手段としての、または吸着剤としての請求項１から１３までのいずれか１項に記載の方法によって得られる有機変性されたエアロゲルの使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は有機変性されたエアロゲルの製造方法であって、酸性または両性の酸素含有分子アニオンの可溶性の塩を少なくとも１つの酸と反応させてヒドロゲルをもたらし、引く続きシリル化剤と無極性溶剤との混合物で処理する、前記方法に関する。エアロゲルをもたらすための乾燥を、臨界未満の条件下で実施する。さらに、得られるエアロゲルの、断熱または遮音材料としての、触媒担体、ガス貯蔵手段としての、または吸着剤としての使用が開示される。
【０００２】
エアロゲルは、体積の９９．９８％までが孔で構成される高多孔性の固体である。エアロゲルは、様々な材料に基づいて製造でき、シリカエアロゲルが最もよく知られている。しかしながら、それらを他の酸性または両性の酸素含有分子アニオンの塩、例えばチタン酸塩またはアルミン酸塩から形成することもできる。この場合、特にゾルゲル法によってヒドロゲルを形成し、引き続き乾燥することによって、エアロゲルを得ることができる。エアロゲルの内部構造は、ゾルゲル合成の間に互いにランダムに融合した一次粒子の三次元構造からなる。粒子間に存在する空隙部が、孔を形成する。
【０００３】
水ガラスを酸性化することによって製造され得るヒドロゲル、特にシリカヒドロゲルが、超臨界条件下で乾燥されて微孔質（孔径＜２ｎｍ）またはメソ孔質（孔径２〜５０ｎｍ）の、三次元的に架橋した生成物を形成することが知られている。超臨界乾燥によって得られる生成物は、ゲルの場合、エアロゲルと称される。超臨界乾燥は、完全または実質的に、微孔質またはメソ孔質の三次元的に架橋したゲル中に存在する流体の界面張力を取り除く。ここでの目的は、微孔質またはメソ孔質の三次元的に架橋したゲルが乾燥の間に収縮することを実質的に回避することであり、なぜなら、微孔質またはメソ孔質の三次元的に架橋されたゲルの特徴的な特性が、収縮の間に完全または部分的に失われるからである。特別な準備がされない従来の乾燥（この場合、ゲルが体積において大幅に収縮し且つキセロゲルを形成するという問題がある）とは異なり、臨界点近傍での乾燥は、体積においてわずかな収縮しかもたらさない（１５体積％未満）。
【０００４】
超臨界乾燥によるエアロゲルの製造方法についての先行技術は、例えば、Ｒｅｖｉｅｗｓ  ｉｎ  Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，  Ｖｏｌｕｍｅ  ５，  Ｎｏ．  １−４，  ｐ．１５７〜１９８（１９８８）内に詳細に記載されており、ここに、Ｋｉｓｔｌｅｒによる先駆的な研究も記載されている。
【０００５】
ＷＯ−Ａ−９５０６６１７号は、疎水性シリカエアロゲルであって、水ガラス溶液と酸とをｐＨ７．５〜１１で反応させ、水、または無機塩基の希釈された水溶液で洗浄することによって、形成されたヒドロゲルからイオン性成分を実質的に除去し、その一方でヒドロゲルのｐＨを７．５〜１１の範囲に保持し、ヒドロゲル中に存在する水相を、アルコールによって置き換え、その後、超臨界的に乾燥させてアルコゲルをもたらすことによって得られる前記エアロゲルに関する。
【０００６】
ＷＯ−Ａ−９４２５１４９号は、ゲルを疎水化剤でまず処理し、その後、それを乾燥させることを開示している。結果として得られるゲルを、体積における著しい収縮は起こさずに臨界未満の条件下で乾燥させることができる。
【０００７】
エアロゲルの製造において、金属アルコキシド（ａｌｋｏｘｙ  ｍｅｔａｌｌａｔｅ）、例えばテトラエチルオルトシリケートまたはチタンテトライソプロポキシドも、原材料として非常に頻繁に使用される。これは、後に除去されなければならない塩がゲルの製造において得られないという利点を有する。しかしながら、大きな欠点は、金属アルコキシドが非常に高価であることである。これに関して、当業者は、金属アルコキシドの場合のゾルゲル形成機構が、酸性または両性の酸素含有分子アニオンの可溶性塩、例えばケイ酸ナトリウムの場合とは根本的に異なることを認識している（Ｃ．  Ｊｅｆｆｒｅｙ  Ｂｒｉｎｋｅｒ，  Ｇｅｏｒｇｅ  Ｗ．  Ｓｃｈｅｒｅｒ  「Ｓｏｌ−Ｇｅｌ  Ｓｃｉｅｎｃｅ：  Ｔｈｅ  Ｐｈｙｓｉｃｓ  ａｎｄ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ  ｏｆ  Ｓｏｌ−Ｇｅｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ」  Ａｃａｄｅｍｉｃ  Ｐｒｅｓｓ，  １９９０，  ９７ページ以降）。添加された水の量に従い、金属アルコキシドはまず、低いレベルの分岐を有する連鎖構造を形成し、それが後の段階で架橋する。これに対して、例えば、ケイ酸ナトリウムおよび酸から製造されるシリカは、直接的に重合して粒子をもたらし、それがさらなる重合の結果、より大きくなり、そのようにして一次粒子を形成する。
【０００８】
疎水性のエアロゲル、特に二酸化ケイ素に基づくものは、それらの非常に良好な遮断特性のために、屋外の遮断仕上げ系において既に使用されており、且つ、それらは、同様の遮断性能のための壁の幅において遙かに少ない増加しかみちびかないという利点を有する。標準圧力および２０℃での二酸化ケイ素エアロゲルの熱伝導性についての典型的な値は、０．０１７〜０．０２１Ｗ／（ｍ／Ｋ）である。二酸化ケイ素エアロゲルの熱伝導性における違いは、製造工程による孔径における違い（１０〜１００ｎｍの範囲）によって本質的に測定される。
【０００９】
エアロゲルを産業規模において最小の経費で生産するために、適した原材料は、特に、有機または無機酸と反応してヒドロゲルを形成するアルカリ金属のケイ酸塩である。しかしながら、特に産業規模においては、それらの好ましい原材料からヒドロゲルおよび引き続きエアロゲルを得ることが困難である。アルカリ金属のケイ酸塩を一般に、まず、イオン交換体を用いて脱塩し、ヒドロゲルの形成後、ゲルをいくつかの洗浄段階および溶剤交換に供する。これは費用がかかり且つ不便であり、なぜなら、イオン交換体を定期的に再生しなければならず、且つ洗浄段階は非常に時間がかかり、且つ著しい量の廃棄物を生成するからである。
【００１０】
ＷＯ２０１０／１４３９０２号は、エアロゲルを含むマットの製造方法を記載している。ここで、エアロゲルはまず水ガラスを酸と反応させ、その後、アルコールを添加することによって製造される。そのように製造されたゲルを引き続き、有機シリル化剤と有機溶剤との混合物で処理する。ここで、疎水化されたゲルを水相から分離し、且つ、繊維のマトリックスの含浸のために使用する。しかしながら、この方法によって得られた疎水化されたゲルは、比較的高い熱伝導性という欠点を有する。
【００１１】
従って、本発明の課題は、アルカリ金属ケイ酸塩の水溶液に基づいてエアロゲルを製造するための、手順面で柔軟性があり、且つ経済的に採算の取れる方法を提供することである。より特定には、工程段階の数が減少され、且つ、溶剤の消費が最小化され、且つ、最小の熱伝導性を有するエアロゲルが提供された。
【００１２】
前記の課題は、有機変性されたエアロゲルの製造方法であって、
ａ）  酸性または両性の酸素含有分子アニオンの少なくとも１つの可溶性の塩Ａ）と、少なくとも１つの酸Ｂ）とを反応させてヒドロゲルをもたらす段階、
ｂ）  少なくとも１つの有機基を有するシリル化剤と少なくとも１つの無極性溶剤とを含む混合物を用いて、前記ヒドロゲルを変性する段階、
ｃ）  有機変性されたゲルを臨界未満で乾燥させる段階
を含む前記方法において、段階ａ）と段階ｂ）との間に溶剤の交換のための、および／または塩の除去のための段階を含まず、且つアルコールの不在下で実施される、前記方法によって解決された。
【００１３】
意外なことに、本発明による方法は、上記の課題を解決するだけでなく、非常に低い塩含有率を有するエアロゲルをもたらすことも判明した。
【００１４】
少なくとも１つの酸性または両性の酸素含有分子アニオンは、好ましくはアルミニウム、ケイ素、リン、スズ、アンチモン、チタン、クロム、モリブデン、タングステン、鉛、ビスマス、ジルコニウム、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、ホウ素、砒素、マンガン、レニウム、亜鉛、ゲルマニウム、イットリウム、ベリリウムおよび銅に基づくものである。
【００１５】
特に好ましい実施態様において、酸性または両性の酸素含有分子アニオンの塩は、アルカリ金属のケイ酸塩、アルカリ金属のチタン酸塩、アルカリ金属のアルミン酸塩およびアルカリ金属のリン酸塩の群からの少なくとも１つの化合物である。より特定には、カチオンは、ナトリウム、カリウムおよびアンモニウムの群からの少なくとも１つであってよい。特に好ましい実施態様において、酸性または両性の酸素含有分子アニオンの塩は、ケイ酸ナトリウムまたはケイ酸カリウムである。より好ましくは、酸性または両性の酸素含有分子アニオンの可溶性の塩は、１〜４０質量％のナトリウム水ガラスおよび／またはカリウム水ガラス溶液であってよい。
【００１６】
使用される酸は、好ましくは、酢酸、シュウ酸、トリフルオロ酢酸、トリクロロ酢酸、炭酸、メタンスルホン酸、塩酸、フッ化水素酸、硫酸、リン酸、ホウ酸および硝酸からの少なくとも１つであってよい。
【００１７】
成分Ａ）およびＢ）の混合物のｐＨは、ヒドロゲルの形成速度に関して重要な役割を担う。例えば、アルカリ金属ケイ酸塩と有機または無機酸との室温での反応において、ｐＨ８〜９でのヒドロゲルの形成は、一般に数秒から数分の範囲で生じる一方で、ｐＨ２〜３の範囲においては、ヒドロゲルの形成は数時間から数日かかる。本発明に関して、成分Ａ）およびＢ）の混合物のｐＨは、特に、２．５〜８、好ましくは３．５〜７、より好ましくは４〜５．５の値を有することができる。ｐＨは一次粒子の大きさに直接的に影響し得る。例えば、シリカに基づくヒドロゲルの形成の場合の一次粒子は、選択されたｐＨによって、特に２〜４ｎｍであることができ、且つ二次粒子は１０〜１５０ｎｍであることができる。
【００１８】
使用される成分Ａ）およびＢ）の温度を介して、ヒドロゲルの形成速度および一次粒子の大きさに影響を及ぼすことも可能である。より特定には、原料の温度は１０〜８０℃、好ましくは１５〜３０℃である。
【００１９】
酸性または両性の酸素含有分子アニオンの可溶性の塩がアルカリ金属のケイ酸塩である場合、特に好ましい実施態様において、段階ａ）において得られたＳｉＯ2ゲルを、段階ｂ）の前に、２０〜１００℃且つｐＨ２〜１２で１２時間までの間、エージングしてよい。表面を離れた後の成分Ａ）およびＢ）の混合物のｐＨは、好ましくは、２．５〜８、好ましくは３．５〜７、より好ましくは４〜６の値を有する。
【００２０】
最長３時間、特に最長１．５時間および特に好ましくは最長０．５時間の間、ゲルをエージングすることが特に有利であることが判明した。これは段階ｂ）におけるヒドロゲルの変性を明らかに促進する一方で、同時に、乾燥後に比較的低い熱伝導率（ラムダ値）を特徴とする生成物が得られる。
【００２１】
特に好ましい実施態様において、段階ａ）を、
α）  回転軸周りで回転する物体Ｋ、および
β）  計量システム
を有する反応器内で実施することができ、その際、
Ｉ）  ｉ）  酸性または両性の酸素含有分子アニオンの少なくとも１つの可溶性の塩、および
ｉｉ）  少なくとも１つの酸
を、計量システムを用いて回転する物体Ｋの表面の内部領域に施与し、成分ｉ）とｉｉ）との混合物が、回転する物体Ｋの表面上で、回転する物体Ｋの表面の外部領域へと流れ、
ＩＩ）  該混合物が表面を離れる。
【００２２】
これに関して、物体Ｋの表面を離れた後の混合物のｐＨが２から１２であることが特に好ましい。
【００２３】
選択的に好ましい実施態様において、最初に酸を装入しておき、且つその中に酸性または両性の酸素含有分子アニオンの少なくとも１つの可溶性の塩を、素早く混合しながら導入することも可能である。
【００２４】
方法の好ましい変法においては、段階ａ）および／または引き続く工程段階の後に得られたゲルを粉砕する。ヒドロゲルの粉砕は、段階ｂ）におけるより速い変性および段階ｃ）におけるより速い乾燥を可能にする。ゲルの粉砕のために適した方法は、当業者に全ての公知のものであり、より特定には、低圧押出機を使用することが可能である。好ましい実施態様において、ヒドロゲルを１．５〜４ｍｍの直径を有する粒子へと粉砕する。粉砕されたヒドロゲルは、さらなる工程段階において、より特定には、段階ｂ）における変性および段階ｃ）における乾燥の間、寸法安定性である。
【００２５】
好ましい変法において、ヒドロゲルの形成に先立ち、不透明剤、特にＩＲ不透明剤を、酸性または両性の酸素含有分子アニオンの少なくとも１つの可溶性の塩に、少なくとも１つの酸に、および／またはそれらの混合物に添加することができる。熱伝導率の放射の寄与を低減するために、使用されるＩＲ不透明剤は特に、カーボンブラック、活性炭、二酸化チタン、酸化鉄、二酸化ジルコニウムまたはそれらの混合物であってよい。
【００２６】
段階ｂ）において使用される少なくとも１つの有機基を有するシリル化剤の好ましい群は、一般式−Ｓｉ（Ｒ）3の三置換されたシリル基、より好ましくはトリアルキルおよび／またはトリアリールシリル基であり、前記Ｒは独立して非反応性の有機基、例えばＣ1〜Ｃ18−アルキルまたはＣ6〜Ｃ14−アリール、好ましくはＣ1〜Ｃ6−アルキルまたはフェニル、特にメチル、エチル、シクロヘキシルまたはフェニルであり、前記は官能基によって追加的に置換されていてよい。
【００２７】
エアロゲルの永続的な疎水化のために、トリメチルシリル基の使用が特に有利である。
【００２８】
段階ｂ）において使用される少なくとも１つの有機基を有するシリル化剤は、式Ｒ14-nＳｉＣｌnまたはＲ14-nＳｉ（ＯＲ2）nの少なくとも１つのシランであってよく、前記式中、ｎ＝１〜３であり、Ｒ1およびＲ2は同一または異なり、且つ独立してＣ1〜Ｃ6−アルキル、シクロヘキシルまたはフェニルである。
【００２９】
段階ｂ）において使用される少なくとも１つの有機基を有するシリル化剤は、追加的に、式Ｒ3Ｓｉ−Ｏ−ＳｉＲ3のジシロキサンおよび／または式Ｒ3Ｓｉ−Ｎ（Ｈ）−ＳｉＲ3のジシラザンであってよく、前記Ｒ基は同一または異なり、且つ各々独立して水素原子または非反応性の有機の、直鎖、分枝鎖、環式の、飽和もしくは不飽和の、芳香族もしくは複素環式芳香族基であり、且つ、特に同一または異なり、且つ各々独立してＣ1〜Ｃ6−アルキル、シクロヘキシルまたはフェニルである。
【００３０】
段階ｂ）において使用される少なくとも１つの有機基を有するシリル化剤は、特に、ヘキサメチルジシラザン、ジメチルジクロロシラン、ジメチルクロロシラン、メチルトリクロロシラン、メチルジクロロシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、トリメチルエトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、メトキシトリメチルシラン、トリメチルクロロシランおよびトリエチルクロロシランの群からの少なくとも１つの化合物である。ヘキサメチルジシラザンをシリル化剤として段階ｂ）において使用することが特に好ましい。
【００３１】
非極性溶剤は好ましくは、水中、２０℃で１ｇ／リットル未満、特に０．５ｇ／リットル未満の可溶性を有する溶剤である。
【００３２】
非極性溶剤は特に好ましくは、式ＣnＨ2n+2の少なくとも１つの炭化水素（前記式中、ｎは５〜２０の整数、好ましくは５〜１０の整数である）、特にペンタン、ヘキサン、ヘプタン、オクタン、ノナンおよびデカンであってよい。
【００３３】
さらには、非極性の溶剤は、ハロゲン化炭化水素、特にＣnＨ(2n+2)-mＸmであってよく、前記式中、ｎは４〜２０の整数であり、ｍは１〜（２ｎ＋２）の整数であり、且つＸはフッ素、塩素、臭素またはヨウ素である。
【００３４】
非極性溶剤は、少なくとも１つのシクロアルカンおよび／またはシクロアルケン、特にシクロペンタン、シクロペンタジエン、シクロヘキサン、シクロヘキセン、シクロオクタン、シクロオクテン、シクロデカンおよびシクロデセンであってもよい。
【００３５】
さらには、有用な非極性溶剤は、芳香族炭化水素、例えばトルエン、ベンゼン、キシレン、メシチレンおよびエチルベンゼンである。さらなる実施態様において、非極性溶剤は、少なくとも１つのエーテルおよび／またはエステル、特にジエチルエーテル、ｎ−ブチルアセテートおよびトリグリセリド（脂肪）であってもよく、それは好ましくは水中、２０℃で、１ｇ／リットル未満、特に０．５ｇ／リットル未満の可溶性を有する。
【００３６】
ヒドロゲルの変性のための混合物は、より好ましくは、少なくとも１つの有機基を有するシリル化剤、より好ましくはヘキサメチルジシラザンと、非極性溶剤、特にヘキサンとからなる。
【００３７】
有機変性されたゲルを、特に温度−３０〜３５０℃、且つ圧力０．００１〜２０ｂａｒで乾燥することができる。乾燥のために特に適した装置は、流動床乾燥機、ドラム乾燥機、タンブル乾燥機、平鍋型（ｐａｎ）乾燥機、スクリュー乾燥機、パドル乾燥機、ローラ乾燥機および凍結乾燥機である。流動床乾燥機が特に好ましい。
【００３８】
本発明はさらに、ヒドロゲルの形成に先立ち、繊維を、酸性または両性の酸素含有分子アニオンの少なくとも１つの可溶性の塩に、または少なくとも１つの酸に、および／またはそれらの混合物に添加する方法を想定している。前記繊維は好ましくは、無機繊維、例えば鉱物綿およびガラス繊維、または有機ポリマー繊維、例えばポリエステル、ポリオレフィンおよび／またはポリアミド繊維の群からの少なくとも１つの繊維、好ましくはポリエステル繊維を含む。前記繊維は、丸い断面、三葉状（ｔｒｉｌｏｂａｌ）の断面、五葉状（ｐｅｎｔａｌｏｂａｌ）状の断面、八葉状（ｏｃｔａｌｏｂａｌ）状の断面、リボン状の断面、クリスマスツリー状の断面、ダンベル状の断面、または他の星型の断面を有してよい。中空繊維を使用することも可能である。繊維は不織布の形態であってもよい。
【００３９】
さらに、本発明は、断熱または遮音材料としての、触媒担体、ガス貯蔵手段としての、または吸着剤としての、有機変性されたエアロゲルの使用を提供する。
【００４０】
実施例
本発明の例
以下の本発明の例を、平坦なディスクとして構成され且つアルミニウムからなる回転する物体Ｋ上で実施した。ディスクは軸上にあり、且つ、金属のハウジングによって取り囲まれ、且つ２０ｃｍの直径を有する。ディスク温度は熱キャリアオイルによって内側から制御された。同等の反応器は、文献ＷＯ００／４８７２８号、ＷＯ００／４８７２９号、ＷＯ００／４８７３０号、ＷＯ００／４８７３１号およびＷＯ００／４８７３２号内にも詳細に記載されている。
【００４１】
シリカヒドロゲルの製造：
２１．６質量％の水ガラス溶液（密度：  １．１８９ｇ／ｍｌ、ｐＨ１１．７５）を温度２０℃でディスクの中心へと、流速２．００ｍｌ／秒で計量供給する。同時に、２０質量％の酸性の酸溶液（密度：  １．０２５ｇ／ｍｌ、ｐＨ１．８８）を、温度２０℃で、ディスク上、中心からラジアル距離１ｃｍのところに流速１．８０ｍｌ／秒で計量供給する。ディスクは１分あたり５００回転の速度で回転し、温度２０℃に調節される。ディスクを離れた後、混合物を回収する。
【００４２】
生じる混合物のｐＨ：  ５．０５
固体含有率：  １７質量％
ゲル形成時間：  １４分。
【００４３】
シリル化剤を用いたヒドロゲルの変性のための一般的な方法：
Ａ）
上述の実験において回収された溶液を直ちに鋳型（長さ３ｃｍ、幅３ｃｍ、高さ３ｃｍ）内に移し、該鋳型を端部まで満たす。次に、所定の時間（１．５〜２４時間）、ゲルをエージングする。エージング後、生じるゲルのキューブ（約２５ｇ）を、２５０ｍｌのねじ蓋瓶内に導入する。充分な量のヘキサン（約４５ｇ）を添加してキューブを覆う。引き続き、ヘキサンの量に対して２０質量％のヘキサメチルジシラザンを添加する。
【００４４】
所定の時間（２４時間、４８時間または７２時間）の後、ゲルのキューブを取り出す。残留する混合物は、有機ヘキサン相および水相からなり、そこで塩が溶解されている。メスシリンダーを使用して、水相の体積を測定する。
【００４５】
ゲルのキューブを１００ｍｌの蒸留水中に導入し、Ｕｌｔｒａｔｕｒｒａｘを用いて２００００回転／分で６０秒間、剪断し、１２０分間放置する。この間、ゲル中にまだ存在するナトリウムイオンが溶液中に入る。ブラックバンドフィルタ（ｂｌａｃｋ−ｂａｎｄ  ｆｉｌｔｅｒ）を通じて、懸濁液を吸引してろ過する。試料を再度、０．４５μｍのシリンジフィルタを通じてろ過し、二重蒸留水で１：４０に希釈する。ろ過物中に洗浄して出された塩の量を、ＩＣＰ（誘導結合プラズマ）分析によって測定する。品名「Ｓｐｅｃｔｒｏ  Ｃｉｒｏｓ  Ｖｉｓｉｏｎ」（Ｓｐｅｃｔｒｏ  Ａ．  Ｉ．  ＧｍｂＨ  ＆  Ｃｏ．  ＫＧ製）の機器を使用する。これは誘導結合プラズマ励起を用いた光学的な発光分光器である。結果を表１に示す。
【００４６】
Ｂ）
エージング後にゲルのキューブを低圧の押出機内で粉砕すること以外、実験をＡ）と類似して実施した。品名「Ｄｏｍｅ  Ｇｒａｎｕｌａｔｏｒ  Ｍｏｄｅｌ  ＤＧ−Ｌ１」（Ｆｕｊｉ  Ｐａｕｄａｌ  Ｃｏ  Ｌｔｄ．製）の機器を使用する。ゲルのキューブを吸引漏斗に導入し、スクリューの速度を４０回転／分に設定する。押出ヘッドは、孔径２ｍｍを有するドーム形状の開孔シートからなる。ゲルのキューブを押出機内で粉砕し、且つ、開孔シートを通じて押し、シリンダー状のアクアゲル粒子を形成する。生じる粒子は、約２ｍｍの直径および２〜４ｍｍの長さを有し、且つ、上述のとおりに変性し且つ処理した。結果を表２に示す。
【００４７】
乾燥されたゲルの典型的な物理的値：
１．５時間のエージング後、低圧押出機内で２ｍｍの粒子に粉砕され、ヘキサメチルジシラザンで２４時間変性され且つ乾燥棚内、１８０℃、減圧（３５ｂａｒ）下で乾燥されたアクアゲルの典型的な物理的値：
ラムダ：  １７．４ｍＷ／ｍ・Ｋ
孔容積：  ４．０２ｍｌ／ｇ
孔径：  ２３．０ｎｍ
表面積：  ７５０ｍ2／ｇ。
【００４８】
ラムダ値は、１０２４ｍｂａｒ且つ温度２３℃で測定される。品名「Ｌａｍｂｄａ−Ｍｅｔｅｒ  ＥＰ  ５００」（Ｌａｍｂｄａ−Ｍｅｓｓｔｅｃｈｎｉｋ  ＧｍｂＨ  Ｄｒｅｓｄｅｎ製）の１プレート熱伝導率測定機器を使用する。測定をＩＳＯ  ８３０２またはＥＮ  １２６６７に従って行う。
【００４９】
Ｎ2の吸収および脱着を、品名「Ａｕｔｏｓｏｒｂ」（Ｑｕａｎｔａｃｈｒｏｍｅ  ＧｍｂＨ  ＆  Ｃｏ．  ＫＧ製）の機器を使用して測定する。
【００５０】
孔容積：  ４．５５ｍｌ／ｇ、ＢＪＨ吸着による、４．６４  ＢＪＨ脱着による、ＢＪＨ：  Ｂａｒｒｅｔｔ，  Ｊｏｙｎｅｒ  ａｎｄ  Ｈａｌｅｎｄａ法、
孔径：  ３７．２ｎｍ  ＢＪＨ吸着による、１７．４ｎｍ  ＢＪＨ脱着による、
平均：  ２４．３ｎｍ  ＢＪＨ：  Ｂａｒｒｅｔｔ、Ｊｏｙｎｅｒ  ａｎｄ  Ｈａｌｅｎｄａ法、
表面積：  ７４６ｍ2／ｇ、多点ＢＥＴによる、  ＢＥＴ：  Ｂｒｕｎａｕｅｒ−Ｅｍｍｅｔｔ−Ｔｅｌｌｅｒ法。
【００５１】
【表１】
2015516871.tif 000002
【００５２】
【表２】
2015516871.tif 000003
【００５３】
ＷＯ２０１０／１４３９０２号の実施例１と同様の比較例
シリカヒドロゲルの製造：
１００ｍｌのナトリウム水ガラス（５％）をまず２５０ｍｌのガラス瓶に装入する。パドル撹拌機を用いて１０００回転／分で撹拌しながら、３３ｍｌの塩酸（１モル／リットル）を約２〜５秒のうちに迅速に添加する。混合物をさらに２分間撹拌し、その後、１０００回転／分で撹拌しながら３３ｍｌのエタノールを迅速に添加する。
【００５４】
ゲルの変性：
生じるシリカのヒドロゲルをねじ蓋瓶に導入し、且つ、１０質量％のヘキサメチルジシラザンを含む、イソプロパノールとヘキサンとの１：１の混合物で覆い、且つ２４時間、変性する。
【００５５】
生じる生成物を、乾燥棚内、１８０℃で、減圧下（３５ｍｂａｒ）で乾燥させた。
【００５６】
本発明の実施例と同様に測定された物理的値：
ラムダ：  ５５ｍＷ／ｍ・Ｋ
孔容積：  ０．２４ｍｌ／ｇ
孔径：  ９１．３ｎｍ
表面積：  １０３ｍ2／ｇ。
【００５７】
該実験は、本発明の方法によって得られたゲルが、先行技術によって得られたゲルよりも遙かに低い熱伝導率を有することを示す。
【国際調査報告】
2015516871.tif 000004
2015516871.tif 000005