(57)【要約】【課題】高温での使用においても優れた断熱性を示す複合粒子、断熱材及びこれらの製造方法を提供する。【解決手段】本発明に係る複合粒子（１）は、平均粒子径が５０μｍ以上であり、２５℃における熱伝導率が０．０２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である第一粒子（１０）と、平均粒子径が０．５〜１０μｍであり、前記第一粒子（１０）を被覆する第二粒子（２０）と、を含む断熱性粒子である。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均粒子径が５０μｍ以上であり、２５℃における熱伝導率が０．０２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である第一粒子と、
平均粒子径が０．５〜１０μｍであり、前記第一粒子を被覆する第二粒子と、
を含む
ことを特徴とする複合粒子。
【請求項２】
前記第一粒子は、赤外線透過性である
ことを特徴とする請求項１に記載された複合粒子。
【請求項３】
前記第一粒子は、波長４μｍにおける赤外線透過率が２０％以上である
ことを特徴とする請求項１又は２に記載された複合粒子。
【請求項４】
前記第一粒子は、エアロゲル顆粒、粉砕顆粒及び中空粒子からなる群より選択される１種又は２種以上である
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載された複合粒子。
【請求項５】
前記第一粒子は、シリカ粒子である
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載された複合粒子。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載された複合粒子を含む
ことを特徴とする断熱材。
【請求項７】
１００重量部の前記第一粒子に対して、２〜４０重量部の前記第二粒子を含む
ことを特徴とする請求項６に記載された断熱材。
【請求項８】
前記複合粒子を収容する外皮材をさらに含む
ことを特徴とする請求項６又は７に記載された断熱材。
【請求項９】
１５０℃以上の温度で使用される
ことを特徴とする請求項６乃至８のいずれかに記載された断熱材。
【請求項１０】
平均粒子径が５０μｍ以上であり、２５℃における熱伝導率が０．０２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である第一粒子と、平均粒子径が０．５〜１０μｍであり、前記第一粒子を被覆する第二粒子と、を乾式混合する
ことを特徴とする複合粒子の製造方法。
【請求項１１】
請求項１乃至５のいずれかに記載された複合粒子を外皮材に収容する
ことを特徴とする断熱材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複合粒子、断熱材及びこれらの製造方法に関し、特に、高温での使用における輻射伝熱の防止に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、特許文献１において、シリカ微粒子等の第１の無機化合物からなる微粒子がリング状又は螺旋状に会合した二次粒子で形成される多孔体により被覆された、炭化珪素等の第２の無機化合物からなるコア粒子を含む、断熱性に優れた多孔体被覆粒子が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−８１４９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１に記載されているような、平均粒子径が数ｎｍ〜数十ｎｍ程度のシリカ微粒子は、断熱性に優れているが、例えば、嵩高いためにそのままでは取扱いにくく、嵩密度を上げるために圧縮する場合には大きな圧力が必要であり、また、発塵が起こりやすい、といった問題があった。
【０００５】
そこで、例えば、平均粒子径が数百μｍ程度で断熱性に優れたシリカ顆粒を使用することが考えられる。このようなシリカ顆粒は、上述のシリカ微粒子に比べて、取り扱いやすく、簡便な圧縮で嵩密度を上げることができ、発塵も起こりにくい。
【０００６】
しかしながら、例えば、シリカ顆粒が赤外線透過性である場合には、数百℃以上の高温での使用において、輻射伝熱を十分に防止することができない。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みて為されたものであって、高温での使用においても優れた断熱性を示す複合粒子、断熱材及びこれらの製造方法を提供することをその目的の一つとする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る複合粒子は、平均粒子径が５０μｍ以上であり、２５℃における熱伝導率が０．０２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である第一粒子と、平均粒子径が０．５〜１０μｍであり、前記第一粒子を被覆する第二粒子と、を含むことを特徴とする。本発明によれば、高温での使用においても優れた断熱性を示す複合粒子を提供することができる。
【０００９】
また、前記第一粒子は、赤外線透過性であることとしてもよい。また、前記第一粒子は、波長４μｍにおける赤外線透過率が２０％以上であることとしてもよい。また、前記第一粒子は、エアロゲル顆粒、粉砕顆粒及び中空粒子からなる群より選択される１種又は２種以上であるであることとしてもよい。また、前記第一粒子は、シリカ粒子であることとしてもよい。
【００１０】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る断熱材は、前記いずれかの複合粒子を含むことを特徴とする。本発明によれば、高温での使用においても優れた断熱性を示す断熱材を提供することができる。
【００１１】
また、前記断熱材は、１００重量部の前記第一粒子に対して、２〜４０重量部の前記第二粒子を含むこととしてもよい。また、前記断熱材は、前記複合粒子を収容する外皮材をさらに含むこととしてもよい。また、前記断熱材は、１５０℃以上の温度で使用されることとしてもよい。
【００１２】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る複合粒子の製造方法は、平均粒子径が５０μｍ以上であり、２５℃における熱伝導率が０．０２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である第一粒子と、平均粒子径が０．５〜１０μｍであり、前記第一粒子を被覆する第二粒子と、を乾式混合することを特徴とする。本発明によれば、高温での使用においても優れた断熱性を示す複合粒子の製造方法を提供することができる。
【００１３】
上記課題を解決するための本発明の一実施形態に係る断熱材の製造方法は、前記いずれかの複合粒子を外皮材に収容することを特徴とする。本発明によれば、高温での使用においても優れた断熱性を示す断熱材の製造方法を提供することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、高温での使用においても優れた断熱性を示す複合粒子、断熱材及びこれらの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る複合粒子の一例についての説明図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る断熱材の一例についての説明図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る実施例において複合粒子の赤外線透過率をＦＴ−ＩＲにより測定した結果の一例を示す説明図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る実施例において複合粒子の炭化珪素含有量と赤外線透過率との関係を測定した結果の一例を示す説明図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る実施例において複合粒子の熱伝導率を測定した結果の一例を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に、本発明の一実施形態について説明する。なお、本発明は、本実施形態に限られるものではない。
【００１７】
図１は、本実施形態に係る複合粒子の一例についての説明図である。図１に示すように、複合粒子１は、第一粒子（以下、「コア粒子１０」という。）と、当該コア粒子１０を被覆する第二粒子（以下、「被覆粒子２０」という。）と、を含む。
【００１８】
コア粒子１０は、平均粒子径が５０μｍ以上の粒子である。コア粒子１０の平均粒子径は、例えば、１００μｍ以上とすることもでき、４００μｍ以上とすることもできる。コア粒子１０の平均粒子径がこのような範囲であることにより、例えば、当該コア粒子１０は、平均粒子径が数ｎｍ〜数十ｎｍのシリカ超微粒子に比べて、取り扱いやすく、簡便な圧縮で嵩密度を上げることができ、発塵も起こりにくいという利点を有することとなる。コア粒子１０の平均粒子径は、例えば、レーザー回折・散乱式粒子径測定装置により測定することができる。
【００１９】
また、コア粒子１０の平均粒子径は、例えば、後述する被覆粒子２０の平均粒子径の１０倍以上とすることができ、１００倍以上とすることが好ましい。コア粒子１０の平均粒子径が被覆粒子２０のそれに対してこのような範囲の倍率であることにより、例えば、当該コア粒子１０を当該被覆粒子２０で簡便に且つ効率よく被覆することができる。
【００２０】
コア粒子１０の平均粒子径の上限は、特に限られないが、当該平均粒子径は、例えば、２０００μｍ以下とすることができる。すなわち、コア粒子１０の平均粒子径は、例えば、５０〜２０００μｍとすることができ、１００〜２０００μｍとすることができ、４００〜２０００μｍとすることもできる。
【００２１】
コア粒子１０は、また、２５℃における熱伝導率が０．０２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下の粒子である。コア粒子１０の２５℃における熱伝導率は、例えば、０．０２０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下とすることもでき、０．０１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下とすることもできる。
【００２２】
このように、コア粒子１０は、それ自身が単独で優れた断熱性を有する粒子である。コア粒子１０の熱伝導率は、例えば、嵩密度が１００〜１５０ｋｇ／ｍ３に調整された当該コア粒子１０の粉体を試料として用いるＧＨＰ（ｇｕａｒｄｅｄ  ｈｏｔ  ｐｌａｔｅ）法により測定することができる。
【００２３】
コア粒子１０は、赤外線透過性であることとしてもよい。すなわち、この場合、コア粒子１０は、赤外線を透過させる透明性を有する粒子である。したがって、コア粒子１０は、単独では高温での輻射伝熱を十分に防止できないこととなる。このような場合、後述の被覆粒子２０を使用することによる輻射伝熱防止効果が特に顕著なものとなる。
【００２４】
コア粒子１０は、波長４μｍにおける赤外線透過率が２０％以上であることとしてもよい。コア粒子１０の赤外線透過率は、例えば、フーリエ変換赤外分光装置により測定することができる。具体的に、コア粒子１０は、例えば、９０重量部のＫＢｒ粉末と１０重量部の当該コア粒子１０との乾式混合粉体をプレス成形して得られた、密度２ｇ／ｃｍ３、厚さ２００μｍの円板試料を用いたＫＢｒ（臭化カリウム）法によるＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光法）において、波長４μｍにおける赤外線透過率が２０％以上である粒子である。
【００２５】
コア粒子１０は、４００℃における熱伝導率が０．０８Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であることとしてもよい。コア粒子１０の４００℃における熱伝導率は、例えば、０．１Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であってもよく、０．１５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上であってもよい。また、コア粒子１０の４００℃における熱伝導率は、例えば、０．０８〜０．３Ｗ／（ｍ・Ｋ）とすることができ、０．１０〜０．２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）とすることができ、０．１５〜０．２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）とすることもできる。
【００２６】
コア粒子１０は、上述の特性を備えた粒子であれば特に限られず、任意の無機粒子又は有機粒子とすることができる。コア粒子１０は、例えば、エアロゲル顆粒とすることができる。
【００２７】
エアロゲル顆粒は、上述のコア粒子１０としての特性を備えたものであれば特に限られず、任意の無機エアロゲル顆粒又は有機エアロゲル顆粒とすることができる。ただし、高温での使用における安定性等の観点から、コア粒子１０は、無機エアロゲル顆粒であることが好ましい。
【００２８】
無機エアロゲル顆粒としては、例えば、シリカエアロゲル顆粒、アルミナエアロゲル顆粒、ジルコニアエアロゲル顆粒からなる群より選択され１種又は２種以上を用いることができる。中でも、断熱性、高温での安定性、コスト等の観点から、シリカエアロゲル顆粒を特に好ましく用いることができる。なお、エアロゲル顆粒は、エアロゲル原料（例えば、シリカのゲル）の超臨界乾燥等の公知の方法により製造することができる。
【００２９】
また、コア粒子１０としては、例えば、フュームドシリカ等のナノ粒子を圧縮して成形し、得られた成形体を粉砕して得られる粉砕顆粒や、天然の火山ガラス等のガラス材料を急速に加熱して発泡させることにより得られる微小な中空粒子（発泡中空粒子）を用いることができる。すなわち、コア粒子１０は、例えば、エアロゲル顆粒、粉砕顆粒及び中空粒子からなる群より選択される１種又は２種以上とすることができる。
【００３０】
また、コア粒子１０としては、高温での使用における安定性等の観点から、無機粒子を用いることが好ましい。無機粒子としては、上述の無機エアロゲル顆粒を好ましく用いることができるが、これに限られず、上述のコア粒子１０としての特性を備えた任意の無機粒子を用いることができる。すなわち、例えば、フュームドシリカ等の無機ナノ粒子やガラス材料等の無機材料から得られた上述の粉砕顆粒や中空粒子を用いることができる。したがって、コア粒子１０は、例えば、無機エアロゲル顆粒、無機粉砕顆粒及び無機中空粒子からなる群より選択される１種又は２種以上とすることができる。
【００３１】
また、無機粒子としては、例えば、シリカ粒子、アルミナ粒子、ジルコニア粒子からなる群より選択される１種又は２種以上を好ましく用いることができる。中でも、断熱性、高温での安定性、コスト等の観点から、シリカ粒子を好ましく用いることができる。
【００３２】
シリカ粒子としては、上述のシリカエアロゲル顆粒を特に好ましく用いることができるが、これに限られず、上述のコア粒子１０としての特性を備えた任意のシリカ粒子を用いることができる。すなわち、例えば、フュームドシリカ等のシリカナノ粒子やガラス材料等のシリカ材料から得られた上述の粉砕顆粒や中空粒子を用いることができる。したがって、シリカ粒子は、例えば、シリカエアロゲル顆粒、シリカ粉砕顆粒及びシリカ発泡中空粒子からなる群より選択される１種又は２種以上とすることができる。
【００３３】
コア粒子１０の形状は、上述の特性を損なわない範囲であれば特に限られない。すなわち、コア粒子１０は、例えば、表面に凹凸のあるいびつな粒子（例えば、エアロゲル顆粒等の多孔性粒子）とすることができ、また、表面が円滑な球状粒子とすることもできる。
【００３４】
被覆粒子２０は、平均粒子径が０．５〜１０μｍの粒子である。被覆粒子２０の平均粒子径は、例えば、１〜５μｍとすることが好ましく、１〜４μｍであることが特に好ましい。被覆粒子２０の平均粒子径がこのような範囲であることにより、当該被覆粒子２０は、いわゆるミー散乱によって、比較的高温での輻射伝熱を効果的に防止することができる。
【００３５】
すなわち、被覆粒子２０は、輻射伝熱をもたらす赤外線の波長と同程度の平均粒子径を有し、好ましくは当該波長の半分程度の平均粒子径を有する。具体的に、例えば、ウィーンの式：λｍａｘ＝２８９８／（２７３＋ｔ）（λｍａｘはピーク波長（μｍ）、ｔは温度（℃））：によれば、温度が１００〜１０００℃におけるピーク波長は、およそ２〜８μｍと算出される。したがって、例えば、被覆粒子２０の平均粒子径が、このピーク波長の約半分に相当する１〜４μｍであれば、当該被覆粒子２０によるミー散乱によって、１００〜１０００℃における輻射伝熱を効果的に防止することができる。
【００３６】
被覆粒子２０は、上述のようにミー散乱に適した平均粒子径を有する粒子であれば特に限られない。すなわち、被覆粒子２０は、例えば、コア粒子１０に比べて断熱性に劣る粒子であってもよい。
【００３７】
この場合、被覆粒子２０は、例えば、２５℃における熱伝導率が、コア粒子１０のそれより大きな粒子となる。具体的に、被覆粒子２０の２５℃における熱伝導率は、例えば、２７０Ｗ／（ｍ・Ｋ）以上とすることができる。
【００３８】
もちろん、被覆粒子２０は、コア粒子１０と同等以上の断熱性を有する粒子であってもよい。ただし、被覆粒子２０としてコア粒子１０より断熱性に劣る粒子を用いることにより、コストを低減することができ、工業的な量産に適した複合粒子１及び断熱材を実現することができる。
【００３９】
被覆粒子２０は、上述のようにミー散乱に適した平均粒子径を有する粒子であれば特に限られず、任意の無機粒子又は有機粒子とすることができる。ただし、高温での使用における安定性等の観点から、被覆粒子２０は、無機粒子であることが好ましい。無機粒子としては、例えば、炭化珪素粒子、酸化チタン粒子、酸化亜鉛粒子、酸化アルミニウム粒子、酸化ジルコニウム粒子からなる群より選択される１種又は２種以上を好ましく用いることができる。
【００４０】
そして、複合粒子１は、上述したいずれかのコア粒子１０と、上述したいずれかの被覆粒子２０と、を含む断熱性の粒子である。すなわち、図１に示す例において、複合粒子１は、被覆粒子２０によって被覆されたコア粒子１０からなる断熱性粒子である。個々のコア粒子１０の表面は、多数の被覆粒子２０により被覆されている。
【００４１】
被覆粒子２０は、コア粒子１０の表面の全部を被覆することが好ましい。ただし、被覆粒子２０による輻射伝熱の防止効果が得られる範囲であれば、コア粒子１０の表面の一部を当該被覆粒子２０で被覆することとしてもよい。
【００４２】
コア粒子１０に対する被覆粒子２０の量は、複合粒子１が所望の断熱性を有することのできる範囲であれば特に限られない。すなわち、複合粒子１は、例えば、個々のコア粒子１０の表面の全部又は一部を１層の被覆粒子２０で被覆するために必要な量又はそれより多い量の当該被覆粒子２０を含むことができる。特に、複合粒子１は、個々のコア粒子１０の表面の全部を１層の被覆粒子２０で被覆するために必要な量又はそれより多い量の当該被覆粒子２０を含むことが好ましい。なお、個々のコア粒子１０の表面の全部を１層の被覆粒子２０で被覆するために必要な量は、例えば、当該コア粒子１０の平均粒子径及び当該被覆粒子２０の平均粒子径等の幾何学的条件に基づいて理論的に算出することができる。
【００４３】
また、図１に示すように、コア粒子１０を被覆している被覆粒子２０は、その本来の形状（コア粒子１０を被覆する前の形状）を維持している。したがって、コア粒子１０を被覆している被覆粒子２０は、その本来の平均粒子径及び形状に基づくミー散乱によって、輻射伝熱を効果的に防止することができる。
【００４４】
このような複合粒子１は、平均粒子径が５０μｍ以上であり、２５℃における熱伝導率が０．０２５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下であるコア粒子１０と、平均粒子径が０．５〜１０μｍであり、当該コア粒子１０を被覆する被覆粒子２０と、を乾式混合する方法により製造することができる。
【００４５】
すなわち、上述したいずれかのコア粒子１０と、上述したいずれかの被覆粒子２０と、を乾式混合することにより、当該コア粒子１０を当該被覆粒子２０により被覆して、複合粒子１を製造することができる。
【００４６】
コア粒子１０の平均粒子径と被覆粒子２０の平均粒子径とが上述の関係にあることにより、バインダーを用いることなく、乾式混合するだけで、当該コア粒子１０の表面に当該被覆粒子２０を簡便に且つ効率よく付着させることができる。特に、上述のとおり、コア粒子１０の平均粒子径が、被覆粒子２０の平均粒子径の１０倍以上である場合、好ましくは１００倍以上である場合には、当該被覆粒子２０による当該コア粒子１０の被覆を効率よく達成することができる。
【００４７】
このような乾式混合により得られる複合粒子１において、被覆粒子２０は、バインダーを介することなく、コア粒子１０の表面に直接付着することにより、当該コア粒子１０を被覆する。特に、エアロゲル顆粒等、多孔性の表面を有するコア粒子１０を用いる場合には、当該表面への被覆粒子２０の付着を効率よく行うことができる。
【００４８】
また、図１に示すように、乾式混合によって、被覆粒子２０を、その本来の粒状形状を維持したまま、コア粒子１０に付着させることができる。乾式混合の方法は、コア粒子１０と被覆粒子２０とを乾燥状態で混合することにより当該コア粒子１０を当該被覆粒子２０で被覆できる方法であれば特に限られず、例えば、所定の回転混合装置内に当該コア粒子１０と被覆粒子２０とを投入して撹拌する方法を好ましく用いることができる（例えば、上記特許文献１参照）。
【００４９】
本実施形態に係る断熱材は、上述した複合粒子１を含む。すなわち、断熱材は、例えば、複合粒子１を含む断熱性の粉体材料とすることができる。
【００５０】
この断熱性粉体材料からなる断熱材に含まれるコア粒子１０と被覆粒子２０との比率は、当該断熱材が全体として所望の断熱性を有する範囲であれば特に限られない。すなわち、この断熱材は、例えば、個々のコア粒子１０の表面の全部又は一部を１層の被覆粒子２０で被覆するために必要な量又はそれより多い量の当該被覆粒子２０を含むことができる。
【００５１】
特に、断熱材は、個々のコア粒子１０の表面の全部を１層の被覆粒子２０で被覆するために必要な量又はそれより多い量の当該被覆粒子２０を含むことが好ましい。ただし、例えば、被覆粒子２０の断熱性がコア粒子１０のそれに劣る場合には、当該被覆粒子２０の含有量が過剰となることにより、断熱材が全体として十分な断熱性を備えることができないことがある。
【００５２】
したがって、断熱材は、被覆粒子２０による輻射伝熱防止効果が十分に得られ、且つ当該断熱材が全体として所望の断熱性を備えることのできる範囲で、当該被覆粒子２０を含むことが好ましい。
【００５３】
すなわち、断熱材は、例えば、１００重量部のコア粒子１０に対して、２〜４０重量部の被覆粒子２０を含む。１００重量部のコア粒子１０に対する被覆粒子２０の含有量は、例えば、２〜３５重量部であることが好ましく、１５〜３５重量部であることがより好ましい。
【００５４】
断熱材がコア粒子１０及び被覆粒子２０をこのような比率で含むことにより、当該被覆粒子２０の断熱性が当該コア粒子１０より低い場合であっても、当該断熱材は優れた断熱性を有することができる。なお、断熱材は、コア粒子１０を被覆していない被覆粒子２０をさらに含むことができ、この場合、当該被覆粒子２０は、例えば、複合粒子１の間に存在することとなる。
【００５５】
また、上述の断熱材を構成する断熱性粉体材料は、全体として所望の断熱性を備えることができる範囲で、さらに他の材料を含むこともできる。すなわち、断熱材は、例えば、繊維材料をさらに含むことができる。この場合、断熱材は、複合粒子１の間に分散された繊維材料を含む。
【００５６】
繊維材料としては、無機繊維又は有機繊維を用いることができ、高温での使用における安定性等の観点から、無機繊維を用いることが好ましい。無機繊維としては、例えば、ガラス繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維を用いることができる。
【００５７】
ただし、複合粒子１の優れた断熱性を活かすため、断熱性粉体材料からなる断熱材は、当該複合粒子１を主成分として含むことが好ましい。すなわち、この断熱性粉体材料に含まれる複合粒子１の量は、例えば、４０重量％以上であることが好ましく、６０重量％以上であることがより好ましい。また、断熱性粉体材料からなる断熱材の嵩密度は、例えば、１００ｋｇ／ｍ３以上とすることが好ましく、１２０ｋｇ／ｍ３以上とすることがより好ましい。
【００５８】
また、図２に示すように、断熱材２は、複合粒子１と、当該複合粒子１を収容する外皮材３０をさらに含むこととしてもよい。すなわち、この場合、断熱材２は、例えば、複合粒子１を含む断熱性粉体材料と、当該断熱性粉体材料を収容する外皮材３０と、を含む。
【００５９】
外皮材３０は、複合粒子１を収容することのできる材料であれば特に限られない。すなわち、外皮材３０は、例えば、無機材料及び／又は有機材料のシートとすることができ、高温での使用における安定性等の観点から、無機材料のシートとすることが好ましい。
【００６０】
無機材料シートとしては、例えば、無機繊維シートを好ましく用いることができる。無機繊維シートとしては、例えば、ガラス繊維、アルミナ繊維、シリカアルミナ繊維、シリカ繊維、ジルコニア繊維等の無機繊維の織布又は不織布（クロス、フェルト、ブランケット、ペーパー等）を用いることができる。
【００６１】
また、有機材料シートとしては、例えば、多孔性樹脂シートを用いることができる。多孔性樹脂シートとしては、例えば、延伸法により多孔化された樹脂シートを好ましく用いることができる。具体的に、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等のフッ素系樹脂又はポリエチレンやポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂の多孔性シートを好ましく用いることができ、耐熱性が比較的高い多孔性ＰＴＦＥシートを特に好ましく用いることができる。
【００６２】
外皮材３０が可とう性のシートから構成される場合、断熱材２は、薄く、複合粒子１に基づく優れた断熱性を有することに加えて、例えば、柔軟性を有することができる。したがって、この場合、断熱材２は、例えば、構造物の湾曲した表面に沿って変形させて施工することができる。
【００６３】
外皮材３０の形状は、複合粒子１を収容できるものであれば特に限られない。すなわち、外皮材３０は、例えば、図２に示すように、袋状に形成される。この袋状の外皮材３０は、内部に複合粒子１を保持したまま密封することができる。
【００６４】
また、外皮材３０は、複合粒子１の漏出等による発塵の発生を効果的に抑制できるものが好ましい。すなわち、外皮材３０は、例えば、複合粒子１の漏出を防止するよう、繊維密度が調整された無機繊維シートや孔径が調整された多孔性樹脂シートとすることができる。
【００６５】
なお、断熱材２は、外皮材３０を複数含むこととしてもよい。すなわち、この場合、断熱材２は、例えば、複合粒子１を収容する第一の外皮材３０と、さらに当該第一の外皮材３０を収容する第二の外皮材３０と、を含むことができる。複数の外皮材３０は、同一種類のものであってもよいし、異なる種類のものであってもよい。
【００６６】
このような外皮材３０を含む断熱材２は、複合粒子１を当該外皮材３０に収容することにより製造することができる。すなわち、例えば、まず、袋状に形成された外皮材３０と、複合粒子１を含む断熱性粉体材料と、を準備し、次いで、当該外皮材３０に当該断熱性粉体材料を入れ、最後に、当該外皮材３０を密封する。
【００６７】
外皮材３０への複合粒子１の収容時には、当該複合粒子１の嵩密度を上げることが好ましい。すなわち、例えば、複合粒子１を含む断熱性粉体材料を収容した外皮材３０を減圧下でパッキングすることにより、当該複合粒子１の嵩密度を簡便に且つ効率よく増加させることができる。
【００６８】
また、外皮材３０を密封する方法は特に限られないが、例えば、当該外皮材３０が無機繊維シートである場合には縫合により、また、当該外皮材３０が有機材料シートである場合には熱融着により、当該外皮材３０の開口部を閉じることができる。
【００６９】
このような複合粒子１及び断熱材２は、低温において主にコア粒子１０の特性に基づく優れた断熱性を示すことに加えて、高温においても、当該コア粒子１０の優れた断熱性（特に固体伝熱及び気体伝熱の防止）と、被覆粒子２０による輻射伝熱防止効果と、によって優れた断熱性を示す。
【００７０】
したがって、複合粒子１及び断熱材２は、例えば、１５０℃以上の温度で好ましく使用することができる。この使用温度は、例えば、２００℃以上とすることもでき、３５０℃以上とすることもできる。より具体的に、使用温度は、例えば、１５０〜７００℃とすることができ、２００〜７００℃とすることもでき、３５０〜７００℃とすることもできる。なお、複合粒子１及び断熱材２は、より低い温度でも好ましく使用することができる。すなわち、複合粒子１及び断熱材２は、例えば、５０℃以上の温度（より具体的には、例えば、５０〜７００℃）で使用することもできる。
【００７１】
このような複合粒子１及び断熱材２の施工場所としては、例えば、装置、配管構造、建物等の構造物が挙げられる。具体的に、例えば、高温に晒される半導体製造装置、高温流体が流通する配管構造、原子力施設が挙げられる。
【００７２】
断熱材２が、上述の複合粒子１を含む断熱性粉体材料である場合、当該断熱材２は、例えば、構造物に形成された所定の形状の間隙に充填されて、当該構造物における断熱に使用される。
【００７３】
また、断熱材２が上述の外皮材３０を有する場合、当該断熱材２は、例えば、構造物の表面に貼り付けられ又は巻きつけられて、当該構造物における断熱に使用される。特に、外皮材３０が、可とう性のシートである場合、断熱材２は、例えば、狭い空間に配置され且つ湾曲した表面を有する構造物（例えば、半導体製造装置）において、当該表面に対応する形状に柔軟に変形しつつ施工することができる。
【００７４】
次に、本実施形態に係る具体的な実施例について説明する。
【実施例１】
【００７５】
［断熱材の製造］
コア粒子１０として、シリカエアロゲルの顆粒（ＴＬＤ３０１、ｃａｂｏｔ社製）を用いた。このシリカエアロゲル顆粒（以下の実施例において単に「エアロゲル顆粒」という。）は、平均粒子径が１０００μｍ（粒子径範囲は７００μｍ〜１２００μｍ）であり、２５℃における熱伝導率が０．０１３Ｗ／（ｍ・Ｋ）であった。また、このエアロゲル顆粒は、透明性が高く、赤外線透過性の粒子であった。被覆粒子２０としては、炭化珪素の粒子（シナノランダム、信濃電気製錬株式会社製）を用いた。この炭化珪素粒子の平均粒子径は、２．３μｍであった。
【００７６】
そして、エアロゲル顆粒と炭化珪素粒子とを所定の比率で乾式混合することにより、当該炭化珪素粒子により被覆された当該エアロゲル顆粒（複合粒子１）からなる断熱性粉体材料を得た。１００重量部のエアロゲル顆粒に対する炭化珪素粒子の添加比率は、２．５重量部、５．０重量部、１０重量部、２０重量部又は４０重量部の５種類とした。
【００７７】
また、比較のため、炭化珪素粉体を添加しない、エアロゲル顆粒からなる断熱性粉体材料も準備した。なお、乾式混合により得られた、炭化珪素粒子に被覆されたエアロゲル顆粒（すなわち、複合粒子１）は、不透明な粒子であった。
【００７８】
［赤外線透過率の測定］
上述のようにして得られた複合粒子１を含む断熱性粉体材料の赤外線透過率を測定した。測定法としては、ＫＢｒ（臭化カリウム）法によるＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光法）を用いた。すなわち、まず、９０重量部のＫＢｒ粉末に対して１０重量部のエアロゲル顆粒（複合粒子１の場合には当該複合粒子１に含まれるエアロゲル顆粒）が添加されるように、ＫＢｒ粉末と複合粒子１又はエアロゲル顆粒とを乾式混合し、混合粉体を得た。次いで、この混合粉体を、粒子径が５０μｍ以下となるまで粉砕した。そして、粉砕後の混合粉体をプレス成形することにより、密度２ｇ／ｃｍ３、厚さ２００μｍの円板試料を作製した。この円板試料をＦＴ−ＩＲによる測定に用いた。
【００７９】
図３には、ＦＴ−ＩＲによる測定結果を示す。図３において、横軸は波数（ｃｍ−１）を示し、縦軸は透過率（％）を示す。そして、図３には、エアロゲル顆粒のみを用いた場合（ＡＧ）、及びエアロゲル顆粒に２．５重量部、５．０重量部、１０重量部、２０重量部又は４０重量部の炭化珪素粒子を添加した場合（ＡＧ／ＳｉＣ（２．５）、ＡＧ／ＳｉＣ（５．０）、ＡＧ／ＳｉＣ（１０）、ＡＧ／ＳｉＣ（２０）、ＡＧ／ＳｉＣ（４０））のそれぞれについて得られた結果を示す。
【００８０】
また、図４には、図３に示す測定結果に基づき、炭化珪素粒子の添加率（重量部）と波長４μｍにおける赤外線透過率（％）との関係を示す。図４において、横軸は、エアロゲル顆粒体１００重量部に対する炭化珪素粉末の添加率（ＳｉＣ添加率）（重量部）を示し、縦軸は、波数２５００ｃｍ−１（波長λ＝４μｍ）における透過率（％）を示す。なお、上述したウィーンの式によれば、波数２５００ｃｍ−１（波長λ＝４μｍ）は、４５０℃での放射におけるピーク波長である。
【００８１】
図３及び図４に示すように、エアロゲル顆粒に対する炭化珪素粒子の添加率が増加するにつれて、断熱性粉体材料の赤外線透過率が顕著に低下することが確認された。特に、炭化珪素粒子の添加率が２０重量部を超えることにより、断熱性粉体材料の赤外線透過率は、当該炭化珪素粒子を添加しない場合（エアロゲル顆粒のみの場合）の１０％以下に低減された。なお、エアロゲル顆粒単独の赤外線透過率は３３％であった。
【実施例２】
【００８２】
［断熱材の製造］
コア粒子１０及び被覆粒子２０として、上述の実施例１で使用したものと同じエアロゲル顆粒及び炭化珪素粒子を用いた。そして、エアロゲル顆粒と炭化珪素粒子とを所定の比率で、且つ当該エアロゲル顆粒体の密度が０．１ｇ／ｃｍ３となるように乾式混合することにより、当該炭化珪素粒子により被覆された当該エアロゲル顆粒（複合粒子１）からなる断熱性粉体材料を得た。１００重量部のエアロゲル顆粒に対する炭化珪素粒子の添加比率は、２．５重量部、５．０重量部、１６．７重量部、２５．９重量部又は３３．３重量部の５種類とした。
【００８３】
また、比較のため、炭化珪素粉体を添加しない、エアロゲル顆粒からなる断熱性粉体材料も準備した。なお、乾式混合により得られた、炭化珪素粒子に被覆されたエアロゲル顆粒（すなわち、複合粒子１）は、上述の実施例１と同様、不透明な粒子であった。
【００８４】
［熱伝導率の測定］
上述のようにして得られた複合粒子１を含む断熱性粉体材料の熱伝導率を測定した。測定法としては、ＧＨＰ法を用いた。すなわち、まず、ガラス繊維クロスからなる袋に断熱性粉体材料子を詰め込んだ。そして、断熱性粉体材料を収容したガラス繊維袋を平板で挟み込み、ＧＨＰ法により熱伝導率を測定した。なお、測定時における断熱性粉体材料の密度は約１００ｋｇ／ｍ３であった。断熱性粉体材料の熱伝導率は、当該断熱性粉体材料を収容したガラス繊維袋の熱伝導率から、予め測定された当該ガラス繊維袋の熱伝導率を差し引くことにより算出した。
【００８５】
図５には、熱伝導率の測定結果を示す。図５において、横軸は測定時の温度（℃）を示し、縦軸は熱伝導率（Ｗ／（ｍ・Ｋ）を示す。そして、図５には、エアロゲル顆粒のみを用いた場合（ＡＧ）、及びエアロゲル顆粒に２．５重量部、５．０重量部、１６．７重量部、２５．９重量部又は３３．３重量部の炭化珪素を添加した場合（ＡＧ／ＳｉＣ（２．５）、ＡＧ／ＳｉＣ（５．０）、ＡＧ／ＳｉＣ（１６．７）、ＡＧ／ＳｉＣ（２５．９）、ＡＧ／ＳｉＣ（３３．３））のそれぞれについて得られた結果を示す。
【００８６】
図５に示すように、炭化珪素粒子を添加していない断熱性粉体材料（エアロゲル顆粒のみからなる断熱性粉体材料）の熱伝導率は、温度が上昇するにつれて急激に増加した。これに対し、炭化珪素粒子を添加することにより、断熱性粉体材料の熱伝導率は、当該炭化珪素粒子を添加しない場合に比べて低減された。この炭化珪素粒子の添加による熱伝導率の低減効果は、１００℃でも確認され、２００℃以上で顕著であり、３００℃でより顕著であり、４００℃で特に顕著であった。
【００８７】
ここで、本実施例で使用したエアロゲル顆粒の各粒子の表面全体を１層の炭化珪素粒子で被覆するために必要な当該炭化珪素粒子の添加量は、理論的には５．７重量部と算出された。この点、図５に示すように、炭化珪素粒子の添加量がこの理論量を超えている場合（添加量が１６．７重量部以上の場合）には、特に顕著な熱伝導率の低減効果が得られた。特に、炭化珪素粒子の添加量が２０重量部を超える場合（添加量が２５．９重量部及び３３．３重量部の場合）には、極めて顕著な熱伝導率の低減効果が得られた。
【００８８】
また、炭化珪素粒子の添加による熱伝導率の低減効果は、当該炭化珪素粒子の添加量が増加するにつれて単調に高まるのではなく、当該炭化珪素粒子の添加量を所定の範囲内（例えば、１００重量部のエアロゲル顆粒に対して１５〜３５重量部）とすることにより、最も高い熱伝導率の低減効果が得られる傾向が確認された。
【符号の説明】
【００８９】
１  複合粒子、２  断熱材、１０  コア粒子、２０  被覆粒子、３０  外皮材。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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