CN103044062A - 成形体、包覆体、成形体的制造方法及切削体的制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及成形体、包覆体、成形体的制造方法及切削体的制造方法。本发明的课题在于，提供压缩时不易发生崩塌、变形，可以不发生崩塌地进行切断等形状加工，且具有绝热性的成形体。所述成形体含有二氧化硅和钠，且钠的含有率为0.005质量％以上3质量％以下，压缩率0～5％下的最大载荷为0.7MPa以上，30℃下的热导率为0.05W/m·K以下。

Description

成形体、包覆体、成形体的制造方法及切削体的制造方法

技术领域

本发明涉及成形体、包覆体、成形体的制造方法及切削体的制造方法。

背景技术

室温下空气分子的平均自由程为约100nm。因此，在具有直径100nm以下的空隙的多孔质体内，由空气的对流、传导引起的传热受到抑制，因此这样的多孔质体表现出优异的绝热作用。

遵循该绝热作用的原理，可知利用微细多孔结构，可以得到热导率极低的绝热材料。例如，在下述非专利文献1中公开了一种成形方法，其中，作为低热导度的物质，选择气相二氧化硅，在其中配合陶瓷纤维、和用于减少红外线透过的红外线不透明化剂即具有特殊的粒径和粒度分布的耐热性金属氧化物，设置空孔，以减小热通过路径的剖面积的方式进行成形。

现有技术文献

非专利文献

非专利文献1：工业加热Vol.20 No.4新型绝热材料“Microtherm”江口隆之著

非专利文献2：独立行政法人新能源·产业技术综合开发机构(委托方)株式会社日铁技术信息中心、平成19年调查委托成果报告书关于具有纳米多孔体结构的陶瓷的材料技术的调查报告书(平成20年3月)

发明内容

发明要解决的问题

微细多孔结构确实有助于减小绝热材料的热传导，但是提高空孔的比率会使绝热材料的强度减小。另一方面，分析绝热材料的使用目的时，希望根据用途的不同而加工成复杂的形状，对此，绝热材料的强度不充分时，存在不能耐受切断、钻孔等加工的问题。通过本发明人的研究，可知，进行切断等加工时，压缩5％时的承载力必须较大，具体而言，压缩率0～5％下的最大载荷必须为0.7MPa以上。

但是，对于非专利文献1中所述的Microtherm(商品名、日本Microtherm株式会社制)而言，在为平板型且密度为200～275kg/m³的类型中，压缩率5％下的载荷为2kg/cm²。另外，关于相同类型的绝热材料，刊登的图表(上述非专利文献1中“图4Microtherm的耐压缩性”)表明，在约4.5kg/cm²的载荷下，压缩变形约10％，本发明人研究发现，非专利文献1中所述的绝热材料不具有充分的强度，欲切断时容易崩塌。

在非专利文献2中记载了以下内容：关于Microtherm，为固体状或挠性的板状成形体，压缩5％时的抗压强度根据密度的不同在75～600kN/m²的范围内。另外，Microtherm为发生变形而破坏点不明确的材料，因此，作为强度试验的方法，记载有测定压缩载荷和变形率的关系。

在非专利文献2中介绍了利用ASTM(美国材料试验协会；American Society for Testing and Materials)的抗压强度的标准化测定标准测定绝热材料的强度的事例(ASTM Test Method C165)。根据该文献，记载了用通常的试验机测定绝热材料，但由于未表示出在一定的应力下崩塌的图，因此，绘制载荷-变形曲线并以一定的变形率下的载荷进行比较等。这样，绝热材料在载荷的作用下而发生大幅压缩变形时，有时出现绝热性能变得容易降低，或因压缩变形而产生间隙、产生间隙的部位的强度降低而变得容易崩塌等实用上不优选的问题。

本发明是鉴于这样的现有技术具有的课题而进行的，其目的在于，提供压缩时不易发生崩塌、变形，可以不发生崩塌地进行切断等形状加工，且具有绝热性的成形体、包覆体、成形体的制造方法及切削体的制造方法。

用于解决问颗的方案

本发明人为了解决上述课题反复进行了深入研究，结果发现，含有二氧化硅和钠、且表现出特定的抗压强度的物质在载荷大的用途中也表现出高绝热性，从而完成了本发明。即，本发明如下。

本发明的成形体含有二氧化硅和钠，钠的含有率为0.005质量％以上3质量％以下，压缩率0～5％下的最大载荷为0.7MPa以上，30℃下的热导率为0.05W/m·K以下。

上述本发明的成形体优选含有钾(K)、且K的含有率为0.005质量％以上5质量％以下。

上述本发明的成形体优选含有镁(Mg)、且Mg的含有率为0.005质量％以上5质量％以下。

上述本发明的成形体优选含有钙(Ca)、且Ca的含有率为0.005质量％以上2质量％以下。

上述本发明的成形体优选含有铁(Fe)、且Fe的含有率为0.005质量％以上6质量％以下。

上述本发明的成形体优选进一步含有无机纤维、且无机纤维的含有率为0.1质量％以上50质量％以下。

上述本发明的成形体优选进一步含有平均粒径为0.5μm以上30μm以下的红外线不透明化颗粒、且红外线不透明化颗粒的含有率超过0质量％且为49.5质量％以下。

为上述本发明的成形体、且含有红外线不透明化颗粒的成形体优选800℃下的热导率为0.2W/m·K以下。

上述本发明的成形体中所含的无机纤维优选具有生物可溶性。

本发明的包覆体具备上述成形体和收纳成形体的外覆材料。

上述本发明的包覆体中，外覆材料优选含有无机纤维。

上述本发明的包覆体中，外覆材料优选为树脂膜。

用于得到上述本发明的成形体的制造方法优选具备以下工序：将含有二氧化硅和钠、且钠的含有率为0.005质量％以上3质量％以下的无机混合物在400℃以上的温度下进行加热处理的工序。

上述本发明的成形体的制造方法优选具备以下工序：将含有二氧化硅和钠、且钠的含有率为0.005质量％以上3质量％以下的无机混合物收纳在成形模具中的收纳工序；和将无机混合物成形的成形工序，

成形工序具有下述工序(a)或工序(b)，

(a)利用成形模具对无机混合物进行加压，同时，加热至400℃以上的工序；

(b)通过加压将无机混合物成形后，在400℃以上的温度下实施加热处理的工序。

上述成形工序中，优选以成形体的体积密度为0.25g/cm³以上2.0g/cm³以下的方式设定成形压力。

上述本发明的成形体的制造方法优选进一步具备以下工序：将含有二氧化硅的平均粒径D_S为5nm以上且不足30nm的小颗粒和含有钠及二氧化硅的平均粒径D_L为30nm以上50μm以下的大颗粒混合，得到无机混合物的工序。

上述本发明的成形体的制造方法优选进一步具备以下工序：将含有二氧化硅的平均粒径D_S为5nm以上且不足30nm的小颗粒、和含有钠及二氧化硅的平均粒径D_L为30nm以上50μm以下的大颗粒、和金属氧化物溶胶混合，得到无机混合物的工序。

切削上述本发明的成形体的一部分而得到的切削体的制造方法具备以下工序：将含有二氧化硅和钠、且钠的含有率为0.005质量％以上3质量％以下的无机混合物收纳在成形模具中的收纳工序；和将无机混合物成形的成形工序；和对成形工序中得到的成形体的一部分进行切削的切削工序，

成形工序具有下述工序(c)或工序(d)，

(c)以成形体的体积密度为0.25g/cm³以上2.0g/cm³以下的方式利用成形模具对无机混合物进行加压，同时进行加热的工序；

(d)通过利用成形模具进行加压，将无机混合物成形后，在400℃以上的温度下实施加热处理的工序。

发明的效果

根据本发明，可以提供压缩时不易发生崩塌、变形，可以不发生崩塌地进行切断等形状加工，且具有绝热性能的成形体、包覆体、成形体的制造方法及切削体的制造方法。

附图说明

图1是本发明的一实施方式的包覆体的剖面示意图。

图2是本发明的一实施方式的成形体含有的小颗粒及大颗粒的剖面示意图。

附图标记说明

1...包覆体(绝热材料)

2...芯材(成形体)

3...外覆材料

S...小颗粒

L...大颗粒

具体实施方式

以下，对用于实施本发明的方式(以下，简称为“本实施方式”。)进行详细说明。需要说明的是，本发明并不限定于以下的实施方式，可以在其主旨范围内进行各种变形而实施。

[1]成形体

[1-1]二氧化硅

本实施方式的成形体含有二氧化硅。成形体中的二氧化硅的含有率为50质量％以上时，由固体传导引起的传热小，因此，在绝热材料用途的情况下优选。二氧化硅的含有率为成形体的75质量％以上时，二氧化硅颗粒之间的附着力增加，作为成形体的原料的无机混合物的飞散变少，因此更优选。需要说明的是，在本说明书中，所谓二氧化硅，除了指由组成式SiO₂表示的成分构成的颗粒以外，还指含有SiO₂的颗粒，包括除SiO₂以外还含有金属成分等、其它无机化合物的颗粒，有时将这些颗粒称为二氧化硅颗粒。二氧化硅颗粒除纯二氧化硅以外，可以含有Si和各种其它元素的盐、复合氧化物，还可以含有氢氧化物这样的水合氧化物，也可以具有硅烷醇基。成形体中的二氧化硅可以为结晶质，也可以为非晶质，还可以为它们的混合体，在绝热材料用途的情况下，为非晶质时，由绝热材料中的固体传导引起的传热小，绝热性能提高，因此优选。

根据成形体的用途的不同，成形体也可以含有二氧化硅颗粒以外的材料。关于二氧化硅颗粒以外的材料，将在后面详细叙述，无机混合物含有二氧化硅颗粒以外的材料时，二氧化硅颗粒的含有率优选在以成形体的总质量为基准时为50质量％以上99.9质量％以下。二氧化硅颗粒的含有率为50质量％以上97.5质量％以下且含有无机纤维、红外线不透明化颗粒的成形体表现出更优异的高温下的绝热性能的提高等效果，更优选。含有率为60质量％以上97.5质量％以下时，成形体的体积密度更小，因此更优选。

[1-2]无机纤维

本实施方式的成形体优选含有无机纤维。含有无机纤维时，具有以下优点：在加压成形中，颗粒从成形体脱落的情况少，生产率高。本说明书中，所谓无机纤维，是指无机纤维的平均长度与平均粗度之比(长径比)为10以上的纤维。长径比优选为10以上，制作成形体时，从能够以小的压力成形、提高成形体的生产率的观点考虑，更优选为50以上，从成形体的弯曲强度的观点考虑，进一步优选为100以上。无机纤维的长径比可以由利用FE-SEM测定的1000根无机纤维的粗度及长度的平均值求出。无机纤维优选在成形体中单分散地混合，但也可以以无机纤维相互缠绕的状态、多个无机纤维在同一个方向上汇集成束的状态混合。另外，在单分散状态下，也可以为无机纤维的朝向在同一个方向汇集的状态，但从减小热导率的观点考虑，无机纤维优选沿垂直于传热方向的方向取向。

例示无机纤维的例子时，可以举出：玻璃长纤维(长丝)(SiO₂-Al₂O₃-B₂O₃-CaO)、玻璃棉(SiO₂-Al₂O₃-CaO-Na₂O)、耐碱玻璃纤维(SiO₂-ZrO₂-CaO-Na₂O)、岩棉(玄武岩矿棉)(SiO₂-Al₂O₃-Fe₂O₃-MgO-CaO)、渣棉(SiO₂-Al₂O₃-MgO-CaO)、陶瓷纤维(莫来石纤维)(Al₂O₃-SiO₂)、二氧化硅纤维(SiO₂)、氧化铝纤维(Al₂O₃-SiO₂)、钛酸钾纤维、氧化铝晶须、碳化硅晶须、氮化硅晶须、碳酸钙晶须、碱式硫酸镁晶须、硫酸钙晶须(石膏纤维)、氧化锌晶须、氧化锆纤维、碳纤维、石墨晶须、磷酸盐纤维、AES(Alkaline Earth Silicate)纤维(SiO₂-CaO-MgO)、天然矿物的硅灰石、海泡石、绿坡缕石、水镁石。

无机纤维中，特别优选使用对人体安全的生物可溶性的AES纤维(Alkaline Earth Silicate Fiber碱土金属硅酸盐纤维)。作为AES纤维，例如可以举出：SiO₂-CaO-MgO系的无机玻璃(无机高分子)。

无机纤维的平均粗度从防止飞散的观点考虑优选为1μm以上。从抑制绝热材料的情况下由固体传导引起的传热的观点考虑，优选为20μm以下。无机纤维的平均粗度可以利用FE-SEM求出1000根无机纤维的粗度，并将其平均而求出。

绝热用途的情况下，成形体中的无机纤维的含有率从抑制粉体从成形体脱离的观点考虑，相对于成形体整体的质量，优选为0.1质量％以上，从使成形体的BET比表面积为10m²/g以上、30℃下的热导率为0.05W/m·K以下的观点考虑，优选为50质量％以下。

从与二氧化硅颗粒、红外线不透明化颗粒混合的容易程度的观点考虑，无机纤维的含有率更优选为0.2质量％以上40质量％以下，从体积密度变小的观点考虑，进一步优选为0.2质量％以上20质量％以下。

无机纤维可以含有Na，这种情况下，在选择Na含有率能够使成形体中的Na的含有率为3质量％以下的无机纤维的基础上，也以成形体中的Na的含有率满足3质量％以下的方式确定无机纤维的混合量。这种情况下，当然二氧化硅颗粒可以含有的Na量对应无机纤维的Na含有率而变少。因此，优选预先测定二氧化硅颗粒、无机纤维中的Na的含有率。无机纤维不含有Na时，二氧化硅颗粒(或二氧化硅颗粒与红外线不透明化颗粒的混合物)的Na含有率满足0.005质量％以上3质量％以下(以成形体的总质量为基准)即可。

[1-3]红外线不透明化颗粒

在要求高温下的绝热性能的情况下，本实施方式的成形体优选含有红外线不透明化颗粒。所谓红外线不透明化颗粒，是指由反射、散射或吸收红外线的材料构成的颗粒。在绝热材料中混合红外线不透明化颗粒时，可以抑制辐射引起的传热，因此，特别是在200℃以上的高温区域下的绝热性能高。

作为红外线不透明化颗粒的例子，可以举出：氧化锆、硅酸锆、二氧化钛、铁钛氧化物、氧化铁、氧化铜、碳化硅、金矿、二氧化铬、二氧化锰、石墨等碳质物质、碳纤维、尖晶石颜料、铝颗粒、不锈钢颗粒、青铜颗粒、铜/锌合金颗粒、铜/铬合金颗粒。可以单独使用迄今作为红外线不透明物质已知的上述金属颗粒或非金属颗粒，也可以并用2种以上所述颗粒。

作为红外线不透明化颗粒，特别优选氧化锆、硅酸锆、二氧化钛或碳化硅。红外线不透明化颗粒的组成可以通过FE-SEMEDX求出。

红外线不透明化颗粒的平均粒径从200℃以上时的绝热性能的观点考虑，优选为0.5μm以上，从通过抑制固体传导而获得的低于200℃时的绝热性能的观点考虑，优选为30μm以下。需要说明的是，红外线不透明化颗粒的平均粒径可以利用与二氧化硅颗粒相同的方法求出。也取决于无机纤维、二氧化硅颗粒的尺寸，二氧化硅颗粒为5nm～50μm时，从与二氧化硅颗粒混合的容易程度的观点考虑，红外线不透明化颗粒的平均粒径更优选为0.5μm以上10μm以下。

成形体中的红外线不透明化颗粒的含有率优选超过0质量％且为49.5质量％以下。红外线不透明化颗粒的含有率大于49.5质量％时，由固体传导引起的传热大，因此，存在低于200℃时的绝热性能低的倾向，除此以外，BET比表面积小。为了提高200℃以上时的绝热性能，红外线不透明化颗粒的含有率优选设为2质量％以上。含有二氧化硅和钠及红外线不透明化颗粒的成形体存在粉体从成形体的脱落少的倾向，具有在生产线上搬运成形体的带式输送机不易被污染、手持成形体时手不易被污染等成形体接触的部位不易被污染的效果。

红外线不透明化颗粒的含有率例如可以如下求出，即，利用FE-SEM EDX测定红外线不透明化颗粒的组成，利用荧光X射线分析法对仅红外线不透明化颗粒含有的元素进行定量，由此求出。

红外线不透明化颗粒也可以含有Na。红外线不透明化颗粒含有Na时，以成形体整体中的Na含有率为0.005质量％以上3质量％以下的方式，减去二氧化硅颗粒的Na量、含有时无机纤维的Na量而调整红外线不透明化颗粒的Na含有率、混合量。因此，优选预先测定二氧化硅颗粒、无机纤维中的Na的含有率。

[1-4]钠(Na)的含有率

本实施方式的成形体含有Na。Na的含有率在以成形体的总质量为基准时为0.005质量％以上3质量％以下。Na的含有率不足0.005质量％时，存在抗压强度小的倾向，为3质量％以上时，存在绝热性能低的倾向。其理由尚未确定，推测如下。如后面所述，在成形体的制造中，具有对成形体进行加热处理的工序。本发明人推测，在该加热处理工序中，通过Na的熔融，有助于成形体的固化。Na的含有率依赖于成形体中作为杂质含有的二氧化硅成分以外的成分，例如TiO₂、Fe₂O₃、Al₂O₃等的量，从使成形体充分固化、提高抗压强度的观点考虑，优选以绝热材料的总质量为基准时为0.005质量％以上2质量％以下，更优选为0.005质量％以上1.5质量％，进一步优选为0.005质量％以上1.0质量％以下。

我们推测，通过实施加热处理，Na熔融，与成形体的主要构成成分即二氧化硅反应。其结果，认为，二氧化硅颗粒相互之间在颗粒界面熔接，产生例如Si-O-Si这样的键，形成牢固的接合部位。认为，接合部位的形成对由二氧化硅颗粒形成的结构的稳定化起作用，结果，成形体整体固化，抗压强度增大。需要说明的是，认为，通过使钠的含有率为3质量％以下，不会在二氧化硅颗粒的界面形成不必要大的熔接面，因此，在成形体中不存在固体传导大的传热路径，可以使成形体整体的热导率降低。

Na的含有率例如可以利用XRF(荧光X射线分析)进行定量。

混合多种二氧化硅颗粒、例如小颗粒和大颗粒制备作为成形体的原料的无机混合物时，优选预先测定各自的Na的含有率，以混合后的无机混合物的Na的含有率为0.005质量％以上3质量％以下的方式调整混合量。例如，混合Na的含有率分别为0.02质量％的小颗粒和5％的大颗粒时，优选大颗粒的质量/(小颗粒的质量+大颗粒的质量)在0～0.99的范围内。使用无机纤维、红外线不透明化颗粒时，也优选预先测定各自的Na的含有率，确定混合量。例如，在Na的含有率为0.07质量％的二氧化硅中混合Na的含有率为1质量％的无机纤维时，可以任意确定无机纤维的混合量。例如，在Na的含有率为0.07质量％的二氧化硅中混合Na的含有率为0.6质量％的红外线不透明化颗粒时，可以任意确定红外线不透明化颗粒的混合量。

[1-5]BET比表面积

成形体优选BET比表面积为10m²/g以上350m²/g以下。具有该范围内的BET比表面积的成形体存在热导率小的倾向。但是，压缩率0～5％下的最大载荷不限定于为0.7MPa以上。具有前述范围内的BET比表面积、并且Na的含有率为0.005质量％以上3质量％以下时，存在由载荷引起的压缩变形小的倾向。其理由尚未明确，如上所述，推测Na的熔融有助于成形体的固化，因此，BET比表面积为10m²/g以上350m²/g以下、且Na的含有率为0.005质量％以上3质量％以下时，存在抗压强度变大的倾向，其结果，由载荷引起的压缩变化小，推测可以得到绝热性能优异的成形体。BET比表面积更优选为10m²/g以上250m²/g以下，进一步优选为10m²/g以上200m²/g以下。

混合多种二氧化硅颗粒、例如后述的小颗粒和大颗粒，得到无机混合物，并由得到的无机混合物制备成形体时，优选测定各自的BET比表面积，以BET比表面积为10m²/g以上350m²/g以下的方式调整混合量。例如，混合BET比表面积分别为200m²/g的小颗粒和0.3m²/g大颗粒时，优选大颗粒的质量/(小颗粒的质量+大颗粒的质量)在0～0.88的范围内。使用无机纤维、红外线不透明化颗粒时，也优选预先测定各自的BET比表面积，确定混合量。例如，在BET比表面积为200m²/g的二氧化硅中混合BET比表面积为0.15m²/g的无机纤维时，无机纤维的混合量优选为0.1质量％～90质量％。例如在BET比表面积为200m²/g的二氧化硅中混合BET比表面积为2m²/g的红外线不透明化颗粒时，红外线不透明化颗粒的混合量优选超过0质量％且为95质量％以下。如后所述，在成形体的制造中，具有对成形体实施加热处理的工序，但实施了加热处理的成形体与实施加热处理前的成形体相比较，存在BET比表面积变小的倾向，因此，也可以测定实施加热处理后的成形体的BET比表面积，调整二氧化硅颗粒、无机纤维、红外线不透明化颗粒的混合量。

[1-6]抗压强度

对于本实施方式的成形体而言，压缩率在0～5％的范围内时的最大载荷为0.7MPa以上。更优选为0.8MPa，进一步优选为0.9MPa。

压缩率可以由测定抗压强度时的样品厚度、即样品相对于压缩方向长度的冲程(压入距离)算出。例如，使用将成形体做成1cm×1cm×1cm的立方体形状的样品测定抗压强度时，将冲程为0.5mm的状态定义为压缩率为5％。压缩率用下述式(1)算出。

压缩率＝100×冲程(压入距离)/样品的压缩方向长度(1)

测定抗压强度时绘制的载荷-压缩率曲线图没有特别限定。即，上述压缩率在0～5％的范围内，作为样品的成形体可以崩塌而显示出明确的破坏点，也可以不崩塌。在压缩率为0～5％的范围内，作为样品的成形体崩塌而显示出破坏点时，该成形体的最大载荷定义为破坏点的载荷。该破坏点时的载荷优选为0.7MPa以上，更优选为0.8MPa，进一步优选为0.9MPa。样品不崩塌时，使用压缩率在0～5％的范围内显示的最大载荷的值进行评价。

抗压强度可以利用后述的方法进行测定。

[1-7]热导率

成形体的30℃下的热导率为0.05W/m·K以下。从绝热性能的观点考虑，热导率优选为0.045W/m·K以下，更优选为0.040W/m·K以下，进一步优选为0.037W/m·K以下。成形体含有红外线不透明化颗粒时，800℃下的热导率优选为0.2W/m·K以下，更优选为0.19W/m·K以下，进一步优选为0.18W/m·K以下。热导率的测定方法将在后面叙述。

混合多种二氧化硅颗粒、例如小颗粒和大颗粒，制备无机混合物时，优选在如上所述使Na的含有率为0.005质量％以上3质量％以下、BET比表面积为10m²/g以上350m²/g以下的基础上，测定热导率。热导率超过0.05W/m·K时，优选在维持Na的含有率为0.005质量％以上3质量％以下、BET比表面积为10m²/g以上350m²/g以下的范围内改变混合量。使用无机纤维、红外线不透明化颗粒时，也可以同样地确定混合量。混合小颗粒和大颗粒制备成为成形体的原料的无机混合物时，与无机混合物仅由大颗粒构成的情况相比较，可见热导率变小的倾向。例如，混合10nm左右的小颗粒和5μm左右的大颗粒时，优选使大颗粒的质量/(小颗粒的质量+大颗粒的质量)为0.02～0.95。无机纤维、红外线不透明化颗粒的混合量过量时，有时绝热性降低，因此，优选边测定并确认热导率边恰当制备。例如，在二氧化硅中混合平均纤维直径为12μm、平均长度为5mm的无机纤维时，无机纤维的混合量优选为30质量％以下。例如，在二氧化硅中混合平均粒径为2μm的红外线不透明化颗粒时，红外线不透明化颗粒的混合量优选为23质量％以下。另外，选择由热导率小的材料构成的无机纤维、红外线不透明化颗粒使用时，存在容易得到热导率为0.05W/m·K以下的成形体的倾向。

[1-8]K、Mg、Ca、Fe的含有率

成形体从减小由载荷引起的压缩变形的观点考虑，优选以成形体的总质量为基准，K的含有率为0.005质量％以上5质量％以下、Mg的含有率为0.005质量％以上5质量％以下、Ca的含有率为0.005质量％以上2质量％以下、Fe的含有率为0.005质量％以上6质量％以下，更优选K的含有率为0.005质量％以上3质量％以下、Mg的含有率为0.005质量％以上3.5质量％以下、Ca的含有率为0.005质量％以上1.5质量％以下、Fe的含有率为0.005质量％以上3质量％以下，进一步优选K的含有率为0.005质量％以上1.5质量％以下、Mg的含有率为0.005质量％以上2.5质量％以下、Ca的含有率为0.005质量％以上1质量％以下、Fe的含有率为0.005质量％以上2质量％以下。成形体中的K、Mg、Ca、Fe的含有率可以利用XRF(荧光X射线分析)进行定量。成形体也可以含有作为杂质的铝(Al)、磷(P)、硫(S)、氯(Cl)、镍(Ni)、锗(Ge)。

[2]成形体的制造方法

本实施方式的成形体的制造方法具备以下工序：对含有二氧化硅和钠、且钠的含有率为0.005质量％以上3质量％以下的无机混合物进行加热处理的工序。上述制造方法优选具备将上述无机混合物收纳在成形模具中的收纳工序、和将无机混合物成形的成形工序，成形工序具有以下工序：(a)利用成形模具对无机混合物进行加压，同时，加热至400℃以上的工序、或(b)通过加压将无机混合物成形后，在400℃以上的温度下实施加热处理的工序。以下，对成形体的制造中使用的原料及各工序进行说明。

[2-1]二氧化硅颗粒

作为二氧化硅颗粒的具体例，可以举出下述物质。被称为“二氧化硅”或“石英”的硅的氧化物。硅的部分氧化物。二氧化硅-氧化铝、沸石这样的硅的复合氧化物。Na、Ca、K、Mg、Ba、Ce、B、Fe及Al中的任意元素的硅酸盐(玻璃)。硅以外的元素的氧化物、部分氧化物、盐或复合氧化物(氧化铝、氧化钛等)与硅的氧化物、部分氧化物、盐或复合氧化物的混合体。SiC、SiN的氧化物。

以成形体作为绝热材料时，优选在使用的温度下二氧化硅颗粒是热稳定的。具体而言，优选在绝热材料的最高使用温度下保持1小时时，二氧化硅颗粒的重量不减少10％以上。另外，二氧化硅颗粒优选具有耐水性。具体而言，优选二氧化硅颗粒在25℃的水100g中的溶解量不足0.1g，更优选不足0.01g。

二氧化硅颗粒的比重在以成形体作为绝热材料的情况下优选为2.0以上4.0以下。为2.0以上3.0以下时，成形体的体积密度小，因此更优选，进一步优选为2.0以上2.5以下。这里，二氧化硅颗粒的比重是指利用比重瓶法求出的真比重。

本实施方式的成形体可以仅含有一种二氧化硅颗粒，也可以含有2种以上。特别是含有粒径不同的2种颗粒、即由二氧化硅构成的小颗粒和大颗粒的情况下，BET比表面积、热导率与仅以小颗粒或大颗粒存在的情况不同，因此，通过以适当的比例混合2种颗粒，可以调整BET比表面积及/或热导率。例如，某平均粒径D_L为30nm以上50μm以下的大颗粒存在BET比表面积不足10m²/g的情况，在其中混合5nm以上且不足30nm的小颗粒时，容易使BET比表面积为10m²/g以上。另外，大颗粒的固体热传导大，因此，热导率存在超过0.05W/m·K的情况，通过在其中混合小颗粒，存在容易抑制固体热传导、使热导率为0.05W/m·K以下的倾向。对于抗压强度，仅由小颗粒构成时，有时抗压强度过小，通过相对于小颗粒添加大颗粒，存在容易将压缩率0～5％下的最大载荷调整为0.7MPa以上的倾向。

本实施方式的成形体含有2种以上二氧化硅颗粒时，以成形体的BET比表面积为10m²/g以上350m²/g以下、热导率为0.05W/m·K以下的方式调整大颗粒和小颗粒的含有率即可，例如混合10nm左右的小颗粒和5μm左右的大颗粒时，优选大颗粒的质量/(小颗粒的质量+大颗粒的质量)为0.02～0.95、更优选为0.10～0.90、特别优选为0.15～0.85，这时，BET比表面积变为250m²/g左右～40m²/g左右，可以调整BET比表面积。由这些颗粒形成的空隙成为空间的热传导的瓶颈，容易抑制空间的热传导。通过加热处理，成形体的抗压强度、热导率存在变大的倾向，BET比表面积存在变小的倾向，因此，对成形体实施加热处理时，在实施加热处理后测定抗压强度、热导率及BET比表面积。

二氧化硅颗粒的粒径影响成形体的BET比表面积，成形体仅由二氧化硅构成时，二氧化硅颗粒的BET比表面积优选为10m²/g以上350m²/g以下，无机混合物含有二氧化硅颗粒以外的成分时，优选根据其成分的BET比表面积设定二氧化硅的粒径。具体而言，无机混合物含有无机纤维时，一般的无机纤维的BET比表面积比二氧化硅的BET比表面积小，因此，二氧化硅的BET比表面积优选设为50m²/g左右～400m²/g左右，二氧化硅颗粒的粒径优选设为7nm左右～50nm左右。无机混合物含有红外线不透明化颗粒时，一般的红外线不透明化颗粒的BET比表面积比二氧化硅的BET比表面积小，因此，二氧化硅的BET比表面积优选设为70m²/g左右～450m²/g左右，二氧化硅颗粒的粒径优选设为5nm左右～40nm左右。二氧化硅颗粒的粒径可以通过用场发射型扫描型电子显微镜(FE-SEM)进行观察而测定。小颗粒的平均粒径D_S、大颗粒的平均粒径D_L可以通过用FE-SEM观察各1000个小颗粒、大颗粒，求出其等面积圆当量直径，算出数平均值，从而确认。从二氧化硅颗粒的固体传导的观点考虑，二氧化硅颗粒的平均粒径优选为10nm以上且不足80μm，更优选为10nm以上且不足50μm，进一步优选为10nm以上且不足30μm。

对于原料中含有大颗粒和小颗粒的成形体，小颗粒的平均粒径D_S优选为5nm以上且不足30nm。D_S为5nm以上时，与D_S在上述数值范围外的情况相比，存在小颗粒化学性稳定的倾向，存在绝热性能容易稳定的倾向。D_S不足30nm时，与D_S在上述数值范围外的情况相比，存在小颗粒之间的接触面积小、成形体的由固体传导引起的传热少、热导率小的倾向。

从减小热导率的观点考虑，更优选D_S为5nm以上25nm以下，进一步优选为5nm以上15nm以下。

大颗粒的平均粒径D_L优选满足D_S＜D_L、且为30nm以上50μm以下。D_L可以利用与前述D_S相同的方法求出。D_L为30nm以上时，存在成形体的回弹小的倾向。这里，所谓回弹，是指将以超细颗粒作为主成分的绝热材料前体加压成形后，释放压力时，成形体大幅膨胀的现象。D_L为50μm以下时，存在热导率小的倾向。

大颗粒的平均粒径D_L为30nm以上10μm以下时，在成形体含有无机纤维、红外线不透明化颗粒的情况下，制备作为成形体的原料的无机混合物时，容易与它们均匀混合，因此更优选。D_L为30nm以上5μm以下时，颗粒的附着力大，颗粒从作为成形体的原料的无机混合物脱落的情况少，因此进一步优选。

D_L为D_S的2倍以上时，成形体的回弹变小，因此优选。D_L为D_S的3倍以上时，由小颗粒和大颗粒构成的成形体的堆比重大，若成形体体积小，则作业性高，因此更优选。D_L为D_S的4倍以上时，小颗粒与大颗粒的粒径之差大，将小颗粒和大颗粒混合时大颗粒相对小颗粒的分散容易，因此进一步优选。成形体在绝热材料用途的情况下，从颗粒的凝聚引起的固体传热的观点考虑，优选各颗粒分散。

从抑制水浸入成形体时引起操作性降低、成形体变形、龟裂等的观点考虑，无机混合物优选含有防水剂。作为防水剂，例如可以举出：石蜡、聚乙烯蜡、丙烯酸·乙烯共聚物蜡等蜡系防水剂；硅树脂、聚二甲基硅氧烷、烷基烷氧基硅烷等硅系防水剂；全氟烷基羧酸盐、全氟烷基磷酸酯、全氟烷基三甲基铵盐等氟系防水剂；含有烷基、全氟基团的烷氧基硅烷等硅烷偶联剂；三甲基氯硅烷及1，1，1，3，3，3-六甲基二硅氮烷等甲硅烷基化剂等。这些防水剂可以使用1种或2种以上。这些防水剂可以直接使用，也可以以溶液或乳液的形态使用。其中，本实施方式中，优选使用蜡系防水剂、硅系防水剂。对于无机混合物中的防水剂的含有率而言，从赋予充分的防水效果的观点考虑，无机混合物整体的质量/防水剂的质量比优选为100/30～100/0.1，更优选为100/20～100/0.5，进一步优选为100/10～100/1。

作为二氧化硅颗粒，可以为以利用现有的制造方法制造的具有二氧化硅成分的颗粒为原料，对钠的含有率、热导率进行调整所得的颗粒。例如，二氧化硅颗粒可以为利用酸性或碱性条件下的湿式法使硅酸根离子缩合而制造的颗粒。含有二氧化硅的无机化合物颗粒可以为利用湿式法使烷氧基硅烷水解·缩合而制造的颗粒。二氧化硅颗粒也可以为将利用湿式法制造的二氧化硅成分烧成而制造的颗粒。含有二氧化硅的无机化合物颗粒还可以为将氯化物等硅的化合物在气相中燃烧而制造的颗粒。二氧化硅颗粒可以为将对硅金属、含有硅的原料加热而得到的硅气体氧化·燃烧而制造的颗粒。二氧化硅颗粒也可以为使硅石等熔融而制造的颗粒。

作为二氧化硅颗粒中所含的二氧化硅成分以外的成分，可以利用在上述制造方法中作为杂质存在于原料中的成分。也可以将二氧化硅成分以外的成分添加到二氧化硅的制造工艺中。

对于公知的二氧化硅的制造方法，有以下方法。

利用湿式法合成的二氧化硅

以硅酸钠为原料在酸性条件下制造的凝胶法二氧化硅。

以硅酸钠为原料在碱性条件下制造的沉淀法二氧化硅。

通过烷氧基硅烷的水解·缩合而合成的二氧化硅。

利用干式法合成的二氧化硅

燃烧硅的氯化物而制造的气相二氧化硅。

燃烧硅金属气体而制造的二氧化硅。

制造硅铁时等副产生的二氧化硅微粉。

利用电弧法或等离子体法制造的二氧化硅。

使硅石熔融而制造的熔融二氧化硅等。

将2种以上二氧化硅颗粒、例如小颗粒和大颗粒混合而制备成形体的原料时，上述二氧化硅中，作为小颗粒，更优选使用气相二氧化硅。作为大颗粒，更优选使用气相二氧化硅、燃烧硅金属气体而制造的二氧化硅、二氧化硅微粉、熔融二氧化硅。

作为含有二氧化硅的无机化合物颗粒，可以使用天然硅酸盐矿物。作为天然矿物，例如可以举出：橄榄石类、绿帘石类、石英、长石类、沸石类等。通过对天然硅酸盐矿物实施粉碎等处理，调整BET比表面积，可以作为构成无机混合物的二氧化硅颗粒使用。Na的含有率不充分或者过量时，可以利用后述的方法实施Na的添加或除去处理，将Na的含有率调整为任意的值，作为构成无机混合物的二氧化硅颗粒使用。

[2-2]Na、K、Mg、Ca、Fe

在二氧化硅的制造工艺、无机混合物的制造工艺中，可以以含有Na、K、Mg、Ca、Fe的化合物的形式分别添加Na、K、Mg、Ca、Fe，也可以使用预先含有足够量的Na、K、Mg、Ca、Fe的含有二氧化硅的无机化合物颗粒。作为含有Na、K、Mg、Ca、Fe的化合物，没有特别限定，例如可以举出：Na、K、Mg、Ca、Fe的氧化物、复合氧化物、氢氧化物、氮化物、碳化物、碳酸盐、醋酸盐、硝酸盐、难溶性盐、及醇盐等。这些化合物可以单独添加，或者也可以添加它们的混合物。将含有作为杂质的Na、K、Mg、Ca、Fe的含有二氧化硅的无机化合物颗粒作为无机混合物的原料从生产率、成本、作业性的观点考虑是优选的方式。这样的含有二氧化硅的无机化合物颗粒例如可以以利用沉淀法制得的来自二氧化硅凝胶的颗粒、制造硅铁时等副产生的二氧化硅微粉的形式得到。

添加分别含有Na、K、Mg、Ca、Fe的化合物的方法没有特别限定。例如，可以添加在利用上述湿式法、干式法得到的二氧化硅中，也可以在二氧化硅的上述各制造工序中添加。分别含有Na、K、Mg、Ca、Fe的化合物可以为水溶性，也可以不溶于水。可以以分别含有Na、K、Mg、Ca、Fe的化合物的水溶液的形式添加，并根据需要进行干燥，也可以将分别含有Na、K、Mg、Ca、Fe的化合物以固态物质或液态物质的状态添加。分别含有Na、K、Mg、Ca、Fe的化合物可以预先粉碎至规定的粒径，或者，也可以预先进行粗粉碎。

二氧化硅颗粒含有过量的Na、K、Mg、Ca、Fe时，可以在二氧化硅的制造工艺、成形体的制造工艺中实施某些处理，将前述元素的含有率调整到规定范围内。将过量的Na、K、Mg、Ca、Fe调整到规定范围的方法没有特别限定。例如，作为Na的含有率的调整方法，可以举出利用酸性物质或其它元素进行置换、提取、除去的方法等，可以将含有二氧化硅的无机化合物颗粒用硝酸或王水等处理后，进行干燥，作为成形体的原料使用。过量的Na、K、Mg、Ca、Fe的调整可以在将二氧化硅颗粒预先粉碎至优选粒径后进行，也可以将Na、K、Mg、Ca、Fe调整至规定范围后再粉碎二氧化硅颗粒。

[2-3]混合方法

二氧化硅颗粒、红外线不透明化颗粒及无机纤维可以使用公知的粉体混合机、例如修订六版化学工学手册(丸善)中记载的混合机进行混合。这时，也可以混合2种以上含有二氧化硅的无机化合物颗粒、或混合分别含有Na、K、Mg、Ca、Fe、P、S的化合物或其水溶液。作为公知的粉体混合机，可以举出：作为容器旋转型(容器自身旋转、振动、摇动)的水平圆筒型、V型(可以带有搅拌叶片)、双锥型、立方体型及摇动旋转型；作为机械搅拌型(容器被固定，用叶片等进行搅拌)的单轴带型、多轴浆型、旋转耙型、双轴行星搅拌型、圆锥螺杆型、高速搅拌型、旋转圆盘型、带辊旋转容器型、带搅拌旋转容器型、高速椭圆转子型；作为流动搅拌型(利用空气、气体进行搅拌)的气流搅拌型、利用重力进行的无搅拌型。也可以组合这些混合机使用。

二氧化硅颗粒、红外线不透明化颗粒及无机纤维的混合可以边使用公知的粉碎机、例如修订六版化学工学手册(丸善)中记载的粉碎机粉碎颗粒、或裁断无机纤维、或提高颗粒、无机纤维的分散性边进行。这时，也可以使2种以上含有二氧化硅的无机化合物颗粒粉碎、分散，或使分别含有Na、K、Mg、Ca、Fe、P、S的化合物或其水溶液粉碎、分散。作为公知的粉碎机，可以举出：辊磨机(高压压缩辊磨机、辊旋转式研磨机)、捣碎机、轮辗机(双轴式轮碾机、智利式轮碾机)、切断·剪切研磨机(切碎机等)、棒磨机、自磨机(气落式自磨机、瀑落式自磨机等)、立式辊磨机(环辊式磨机、滚柱研磨机、滚珠研磨机)、高速旋转磨(锤磨机、笼式磨机、粉碎机(Disintegrator)、筛磨机、针盘式磨机)、分级机内置型高速旋转磨(固定冲击板型研磨机、涡轮型研磨机、离心分级型研磨机、环隙式砂磨机)、容器驱动介质研磨机(滚动球磨机(罐式球磨机、管磨机、锥形球磨机)、振动球磨机(圆形振动磨、旋转振动磨、离心磨)、行星磨、离心流动化磨)、介质搅拌式磨(塔式粉碎机、搅拌槽式研磨机、卧式流通槽式研磨机、立式流通槽式研磨机、环隙式砂磨机)、气流式粉碎机(气流吸入型、喷嘴内通过型、冲突型、流动层喷射吹入型)、压实剪切磨(高速离心辊磨、内磨片(Inner piece)式)、研钵、磨石等。也可以组合这些粉碎机使用。

这些混合机和粉碎机中，具有搅拌叶片的粉体混合机、高速旋转磨、分级机内置型高速旋转磨、容器驱动介质研磨机、压实剪切磨提高了颗粒、无机纤维的分散性，因此优选。为了提高颗粒、无机纤维的分散性，优选使搅拌叶片、旋转板、夹锤板、刀片、针等的顶端的圆周速度为100km/h以上，更优选为200km/h以上，进一步优选为300km/h以上。

混合多种二氧化硅颗粒时，优选以堆比重由小到大的顺序将二氧化硅颗粒投入搅拌机或者粉碎机中。含有无机纤维、红外线不透明化颗粒时，优选在混合二氧化硅颗粒后添加红外线不透明化颗粒进行混合，再在其后添加无机纤维进行混合。

[2-4]金属氧化物溶胶的混合方法

本实施方式的成形体可以通过将至少含有二氧化硅的无机混合物在特定的温度下加压成形而制造。也可以以根据使用状况添加了无机纤维、红外线不透明化颗粒、金属氧化物溶胶而形成的无机混合物为原料，将该无机混合物加压成形。添加的金属氧化物溶胶成为无机粘合剂，可以容易地得到具有高抗压强度的成形体。从使金属氧化物溶胶高度分散在成形体整体中的观点考虑，在混合多种二氧化硅颗粒时，优选例如将小颗粒和大颗粒预先利用上述方法混合后，添加金属氧化物溶胶进行混合。混合金属氧化物溶胶时，也与混合小颗粒和大颗粒的情况同样，优选边使用公知的具备搅拌叶片的粉碎机粉碎颗粒、或裁断无机纤维、或提高颗粒、无机纤维的分散性，边使搅拌叶片顶端的圆周速度为100km/h进行混合。为了提高金属氧化物溶胶的分散性，优选使用具有搅拌叶片的粉体混合机，使搅拌叶片顶端的圆周速度为100km/h以上，从进一步减少大颗粒之间的接触的观点考虑，更优选为200km/h以上，进一步优选为300km/h以上。

作为金属氧化物溶胶的例子，可以举出：二氧化硅溶胶、氧化铝溶胶、氧化锆溶胶、氧化铈溶胶、氧化钛溶胶。从减小热导率的观点及耐热性的观点考虑，优选二氧化硅溶胶、氧化铝溶胶。

金属氧化物溶胶的粒径从减小热导率的观点考虑优选为2nm～450nm，更优选为4nm～300nm，进一步优选为4nm～200nm。

对于金属氧化物溶胶的添加量而言，从抑制与二氧化硅、无机纤维、红外线不透明化颗粒混合时混合物附着在搅拌槽的内壁、搅拌变得不均匀的观点考虑，相对于成形体的总质量，金属氧化物溶胶的固体成分的含有率优选为0.5质量％～30质量％，更优选为1质量％～25质量％，进一步优选为2质量％～25质量％。

[2-5]成形方法

本实施方式的成形体可以将作为原料的无机混合物加压成形而得到，成形工序和后述的加热工序可以为(a)同时进行，也可以为(b)在成形工序后进行加热工序。即，可以为(a)边加热填充(收纳)有无机化合物的模具(成形模具)边加压的方法，也可以为(b)通过在填充有无机化合物的状态下对模具进行加压而将无机化合物成形后，将得到的成形体从模具取出后加热或在得到的成形体处于模具中的状态下加热的方法。两种方式中，优选的加压的压力及加热温度大致相同。

作为加压成形方法，可以利用模具压制成形法(柱塞式加压成形法)、橡胶压延法(静水压成形法)、挤出成形法等目前公知的陶瓷加压成形法进行成形。从生产率的观点考虑，优选模具压制成形法。

在模具压制成形法、橡胶压延法中，将无机混合物填充在模具中时，使作为成形体的原料的无机混合物振动等而进行均匀填充，由于可以使成形体的厚度变均匀，因此优选。边对模具内进行减压.脱气边将无机混合物填充在模具内时，可以在短时间内填充，因此，从生产率的观点考虑是优选的。

从使压缩率0～5％下的最大载荷及/或热导率为目标大小的观点考虑来设定加压成形的条件时，优选以得到的成形体的体积密度为0.25g/cm³以上2.0g/cm³以下的方式进行设定。欲以加压压力控制成形条件时，根据所使用的粉体的滑动性、粉体的颗粒间及细孔中的空气的进入量等的不同，伴随在加压状态下保持的时间的流逝，压力值发生变化，因此，存在生产管理变难的倾向。相对于此，控制体积密度的方法从不需要控制时间即可容易地使得到的成形体的载荷成为目标值这一点上考虑是优选的。从减轻搬运时的负担的观点考虑，成形体的体积密度更优选为0.25g/cm³以上1.7g/cm³以下，进一步优选为0.25g/cm³以上1.5g/cm³以下。需要说明的是，作为成形体的体积密度为0.25g/cm³以上2.0g/cm³以下的成形压力，例如为0.01MPa以上50MPa以下的压力，作为成形体的体积密度为0.25g/cm³以上1.7g/cm³以下的成形压力，例如为0.01MPa以上40MPa以下的压力，作为成形体的体积密度为0.25g/cm³以上1.5g/cm³以下的成形压力，例如为0.01MPa以上30MPa的压力。

对以得到的成形体的体积密度为规定大小的方式制造成形体的方法的一例进行说明时，首先，由成形体的体积及体积密度求出所需的无机混合物的重量。接着，将称量的无机混合物填充在成形模具中，以成为规定厚度的方式进行加压成形。具体而言，制造长度30cm、宽度30cm、厚度20mm且体积密度为0.5g/cm³的成形体时，通过使目标体积密度乘以制造的成形体的体积，可以求出成形体的制造所需的粉体的重量。即，在上述成形体的例子中，为0.5[g/cm³]×30[cm]×30[cm]×2[cm]＝900[g]，所需的粉体为900g。

一般化而言，制造体积为α(cm³)、体积密度为β(g/cm³)(其中，β大于粉体的体积密度)的成形体时，优选称量αβ(g)粉体，将粉体压缩至体积α，从而进行成形。

[2-6]加热处理方法

将加压成形中或加压成形后的成形体在成形体的耐热性充分的温度及时间的条件范围内进行加热干燥、除去成形体的吸附水后供实际应用时，热导率变低，因此优选。进而，还可以实施加热处理。

本实施方式的成形体的制造方法优选具有以下工序：对含有二氧化硅和钠、且根据使用状况添加有红外线不透明化颗粒、无机纤维而形成的成形体进行加热处理的工序。从尺寸稳定性的观点考虑，加热处理温度优选为比该成形体的最高使用温度还高的温度。所述加热处理温度根据成形体的用途的不同而各式各样，具体而言，优选为400～1200℃，更优选为500～1200℃，进一步优选为600～1200℃。

为了使压缩率0～5％下的最大载荷为0.7MPa以上，成形体如上所述可以包含金属氧化物溶胶。成形体包含金属氧化物溶胶时，存在成形体容易在更低的加热处理温度下固化的倾向，因此，具体而言，加热处理温度优选为200～1200℃，更优选为300～1200℃，进一步优选为400～1200℃。

加热处理的气氛可以举出空气中(或大气中)、氧化性气氛中(氧、臭氧、氮氧化物、二氧化碳、过氧化氢、次氯酸、无机·有机过氧化物等)、及非活性气体气氛中(氦、氩、氮等)。加热处理时间根据加热处理温度及成形体的量适当选择即可。

加热处理可以在将作为成形体的原料的无机混合物填充在使用场所后实施，也可以对将无机混合物加压成形所得的成形体实施。

[2-7]切削体的制造方法

本实施方式的成形体可以通过切削其一部分而得到切削体。作为切削体的制造方法，例如包含以下工序：将含有二氧化硅和钠、且钠的含有率为0.005质量％以上3质量％以下的无机混合物收纳在模具中的收纳工序；和将无机混合物成形的成形工序；和对成形工序中得到的成形体的一部分进行切削的切削工序。作为成形体的切削装置，没有特别限定，可以使用刀具、圆盘锯、线锯、线锯锯床、钻头、磨床、带锯、侧面刀铣刀、通用车床、台式车床及NC车床等车床、通用铣刀、立式自动换刀数控机床、卧式自动换刀数控机床、5轴加工机等铣床等，特别优选带锯、车床、铣床。

这里，在上述切削体的制造方法中的成形工序中，从切削·加工时不易崩塌的观点考虑，优选具备(c)以成形体的体积密度为0.25g/cm³以上2.0g/cm³以下的方式对成形模具加压，同时进行加热的工序，还优选具备(d)通过对成形模具进行加压将无机混合物成形后，在400℃以上的温度下实施加热处理的工序。

[3]包覆体

包覆体具有成形体和收纳成形体的外覆材料。包覆体与成形体相比较具有容易处理、也容易施工这样的优点。图1是本实施方式的包覆体的剖面示意图的一例。另外，图2是本实施方式的小颗粒及大颗粒的剖面示意图的一例。如图1及图2所示，本实施方式的包覆体1由含有多个小颗粒S和粒径比小颗粒S大的多个大颗粒L的成形体2、和收纳成形体2的外覆材料3构成。在成形体2内，小颗粒S及大颗粒L混合存在，在大颗粒L的周围存在小颗粒S。需要说明的是，有时将成形体称为芯材。

[3-1]外覆材料

外覆材料只要可以收纳作为芯材的成形体就没有特别限定，作为例子，可以举出：玻璃布、氧化铝纤维布、二氧化硅布等无机纤维织物、无机纤维编物、聚酯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、尼龙膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、氟系树脂膜等树脂膜、塑料-金属膜、铝箔、不锈钢箔、铜箔等金属箔、陶瓷纸、无机纤维无纺布、有机纤维无纺布、玻璃纤维纸、碳纤维纸、岩棉纸、无机填充纸、有机纤维纸、陶瓷涂层、氟树脂涂层、硅氧烷树脂涂层等树脂涂层等。将包覆体作为绝热材料时，从减小外覆材料的热容的观点考虑，优选外覆材料的厚度较薄，可以根据使用状况及所需强度等适当选择。外覆材料由在使用芯材的温度下稳定的物质构成时，使用时，也为外覆材料收纳作为芯材的无机混合物或者成形体的状态。在高温下可使用的包覆体的情况下，从使用后芯材的处理容易的观点考虑，优选耐热性高的外覆材料，本说明书中，“外覆材料”除包括使用芯材时收纳芯材的材料以外，还包括在芯材的搬运、施工工序中收纳芯材的材料。即，外覆材料包括仅在搬运时、施工时保护芯材而在使用时熔融及/或挥发的物质，因此，外覆材料其自身及外覆材料中所含的有机成分可以在芯材的使用温度下熔融、消失。

外覆材料从包覆工序容易的观点考虑，优选玻璃布、氧化铝纤维布、二氧化硅布等无机纤维织物、无机纤维编物、聚酯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、尼龙膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、氟系树脂膜等树脂膜、塑料-金属膜、铝箔、不锈钢箔、铜箔等金属箔、陶瓷纸、无机纤维无纺布、有机纤维无纺布、玻璃纤维纸、碳纤维纸、岩棉纸、无机填充纸、有机纤维纸这样的片状。

在高温下使用包覆体时，从热稳定性的观点考虑，外覆材料更优选为玻璃布、氧化铝纤维布、二氧化硅布等无机纤维织物、无机纤维编物、陶瓷纸、无机纤维无纺布。从强度的观点考虑，外覆材料进一步优选为无机纤维织物。

[3-2]用外覆材料包覆的方法

对于本实施方式的成形体而言，可以以含有二氧化硅颗粒、且根据使用状况添加大颗粒、红外线不透明化颗粒、无机纤维而形成的无机混合物为原料，将该无机混合物加压成形，作为芯材，然后用外覆材料包覆。将成形体作为芯材时，可以如后所述，将作为成形体的原料的无机混合物和外覆材料同时加压成形，也可以在将无机混合物加压成形后用外覆材料包覆。

将芯材用外覆材料包覆的方法没有特别限定，可以同时实施芯材的制备及成形、和利用外覆材料进行的包覆，也可以在制备芯材或使其成形后用外覆材料包覆。

外覆材料为无机纤维织物、树脂膜、塑料-金属膜、金属箔、陶瓷纸、无机纤维无纺布、有机纤维无纺布、玻璃纤维纸、碳纤维纸、岩棉纸、无机填充纸、有机纤维纸等片状形态时，可以通过例如利用无机纤维纱或树脂纤维纱等进行的缝合、外覆材料的粘接固定、缝合和粘接二者进行包覆。

片状的外覆材料为树脂膜、塑料-金属膜、金属箔等时，从包覆工序的容易程度的观点考虑，优选真空包装、收缩包装。

外覆材料为陶瓷涂层、树脂涂层等时，可以通过用毛刷或喷涂器涂布在芯材上而将芯材用外覆材料包覆。

也可以在由加压成形所得的芯材和外覆材料构成的成形体上设置线状的凹痕，赋予成形体以柔软性。线的形态可以根据成形体的使用状况选择直线状、曲线状、虚线状等，也可以组合其中的2种以上。线的粗度、凹痕的深度根据成形体的厚度、强度、使用状况来决定。

外覆材料可以包覆芯材的整个表面，也可以包覆芯材的一部分。

[4]用途

本实施方式的含有二氧化硅颗粒和Na的成形体及包覆体除可以用于绝热材料以外，还可以优选用于吸音材料、防音材料、隔音材料、防回音材料、消音材料、研磨剂、催化剂载体、吸附剂、吸附芳香剂及杀菌剂等化学试剂的载体、除臭剂、消臭剂、调湿材料、填充剂、颜料等。

[5]参数的测定

无机混合物的Na的含有率的测定、BET比表面积测定、抗压强度的测定、热导率的测定利用以下的方法实施。

Na的含有率的测定

将成形体用玛瑙研钵粉碎，填充在氯乙烯环中，用XRF片剂成形器进行加压成形，制作片剂，作为测定样品。用株式会社理学制荧光X射线分析装置RIX-3000对其进行测定。

抗压强度

将成形体加工成长度2cm、宽度2cm、厚度2cm，使用株式会社岛津制作所制精密万能试验机Autograph AG-100KN，以压入速度0.5mm/分钟测定抗压强度。

热导率的测定

将制成长度30cm、宽度30cm、厚度20mm的形状的成形体作为测定样品，使用热流计HFM 436Lambda(商品名、NETZS CH公司制)测定30℃下的热导率。校正依照JI SA 1412-2，使用密度163.12kg/m³、厚度25.32mm的NIST SRM 1450c校正用标准板，在高温侧与低温侧的温度差为20℃的条件下，预先在15、20、24、30、40、50、60、65℃下实施。800℃下的热导率基于JIS A 1421-1的方法进行测定。将2个制成直径30cm、厚度20mm的圆板状的成形体作为测定样品，使用保护热板法热导率测定装置(英弘精机株式会社制)作为测定装置。

实施例

以下，利用实施例更详细地说明本发明，但本发明并不限定于这些实施例。本领域技术人员可以对包含以下所示的实施例在内的内容进行各种变更而实施，所述变更也包含在本发明的专利权利要求的范围内。需要说明的是，实施例及比较例中的无机混合物的BET比表面积的测定、Na的含有率的测定、热导率的测定、压缩率的测定分别如上面所述来进行。

实施例1

在Na含有率为0质量％的二氧化硅粉体中添加0.5mol/L的NaOH水溶液，在旋转破碎机中混合。以得到长度30cm、宽度30cm、厚度20mm、体积密度为0.44g/cm³的成形体的方式，在内部尺寸为长度30cm、宽度30cm的模具中填充二氧化硅粉体792g，进行加压成形，结果，得到体积密度为0.44g/cm³的成形体。在900℃下对该成形体实施3小时加热处理，作为实施例1的成形体。实施例1的成形体的Na的含有率为0.53质量％，30℃下的热导率为0.0223W/m·K。将成形体沿垂直方向切断，制作25个长度6cm、宽度6cm、厚度20mm的切削体，这25个切削体中的任一个都没有出现碎裂、破损。进而，将该长度6cm、宽度6cm、厚度20mm的切削体切断，加工成长度2cm、宽度2cm、厚度2cm，测定抗压强度，结果，压缩率＝5.0％下的最大载荷为1.5MPa。

实施例2

得到使用锤磨机将Na含有率为0％的二氧化硅粉体(小颗粒)90质量％和Na含有率为10％的二氧化硅粉体(大颗粒)10质量％均匀混合的二氧化硅粉体。使用该二氧化硅粉体421g，与实施例1同样地进行加压成形，得到长度30cm、宽度30cm、厚度20mm、体积密度为0.23g/cm³的成形体后，在900℃下实施5小时加热处理，得到实施例2的成形体。实施例2的成形体的Na的含有率为0.97质量％，30℃下的热导率为0.0231W/m·K。将实施例2的成形体与实施例1同样地切断，制作25个切削体，这25个切削体中的任一个都没有出现碎裂、破损。进而，与实施例1同样操作，测定抗压强度，结果，在压缩率＝3.9％时，样品崩塌，出现破坏点，此时的载荷为3.1MPa。需要说明的是，小颗粒的平均粒径D_S为7.5nm，大颗粒的平均粒径D_L为60μm。

实施例3

使用在Na含有率为0质量％的二氧化硅粉体中添加0.5mol/L的Na0H水溶液并在球磨机中混合而得到的二氧化硅粉体787g，与实施例1同样地进行加压成形，得到长度30cm、宽度30cm、厚度20mm、体积密度为0.44g/cm³的成形体后，在900℃下实施5小时加热处理，得到实施例3的成形体。实施例3的成形体的Na的含有率为2.9质量％，30℃下的热导率为0.0195W/m·K。将实施例3的成形体与实施例1同样地切断，制作25个切削体，这25个切削体中的任一个都没有出现碎裂、破损。进而，与实施例1同样操作，测定抗压强度，结果，压缩率＝5.0％下的最大载荷为3.1MPa。

实施例4

使用将Na含有率为0％的二氧化硅粉体(小颗粒)25质量％和Na含有率为0.1％的二氧化硅粉体(大颗粒)75质量％在锤磨机中均匀混合而得到的二氧化硅粉体936g，与实施例1同样地进行加压成形，得到长度30cm、宽度30cm、厚度20mm、体积密度为0.52g/cm³的成形体后，在900℃下实施24小时加热处理，得到实施例4的成形体。实施例4的成形体的Na的含有率为0.074质量％，30℃下的热导率为0.0339W/m·K。将实施例4的成形体与实施例1同样地切断，制作25个切削体，这25个切削体中的任一个都没有出现碎裂、破损。进而，与实施例1同样操作，测定抗压强度，结果，压缩率＝5.0％下的最大载荷为1.1MPa。需要说明的是，小颗粒的平均粒径D_S为7.5nm，大颗粒的平均粒径D_L为6μm。

实施例5

使用将Na含有率为0％的二氧化硅粉体(小颗粒)50质量％和Na含有率为0.34％的二氧化硅粉体(大颗粒)50质量％在锤磨机中均匀混合而得到的二氧化硅粉体576g，与实施例1同样地进行加压成形，得到长度30cm、宽度30cm、厚度20mm、体积密度为0.32g/cm³的成形体后，在900℃下实施5小时加热处理，得到实施例5的成形体。实施例5的成形体的Na的含有率为0.17质量％，30℃下的热导率为0.0421W/m·K。将实施例5的成形体与实施例1同样地切断，制作25个切削体，这25个切削体中的任一个都没有出现碎裂、破损。进而，与实施例1同样操作，测定抗压强度，结果，在压缩率＝2.7％时，样品崩塌，出现破坏点，此时的载荷为2.2MPa。另外，使用上述二氧化硅粉体，以长度为30cm、宽度为30cm、厚度为20mm的方式使用热压机在900℃下实施5小时加压及加热。得到的成形体在30℃下的热导率为0.0420W/m·K。与实施例1同样操作，制作25个切削体，这25个切削体中的任一个都没有出现碎裂、破损。进而，与实施例1同样操作，测定抗压强度，结果，在压缩率＝2.6％时，样品崩塌，出现破坏点，此时的载荷为2.2MPa。需要说明的是，小颗粒的平均粒径D_S为14nm，大颗粒的平均粒径D_L为150nm。

实施例6

将Na含有率为0质量％的二氧化硅粉体(小颗粒)25质量％和Na含有率为0质量％的二氧化硅粉体(大颗粒)75质量％在旋转破碎机中均匀混合后，添加0.5mol/L的Na0H水溶液，再在旋转破碎机中混合，使用由此得到的二氧化硅粉体1267g，与实施例1同样地进行加压成形，得到长度30cm、宽度30cm、厚度20mm、体积密度为0.70g/cm³的成形体后，在1000℃下实施5小时加热处理，得到实施例6的成形体。实施例6的成形体的Na的含有率为0.009质量％，30℃下的热导率为0.0333W/m·K。将实施例6的成形体与实施例1同样地切断，制作25个切削体，这25个切削体中的任一个都没有出现碎裂、破损。进而，与实施例1同样操作，测定抗压强度，结果，压缩率＝5.0％下的最大载荷为0.73MPa。需要说明的是，小颗粒的平均粒径D_S为14nm，大颗粒的平均粒径D_L为10μm。

实施例7

用硝酸对Na的含有率为4.15质量％的二氧化硅粉体进行酸洗涤。使用该二氧化硅粉体702g，与实施例1同样地进行加压成形，得到长度30cm、宽度30cm、厚度20mm、体积密度为0.39g/cm³的成形体后，在900℃下实施5小时加热处理，得到实施例7的成形体。实施例7的成形体的Na的含有率为2.3质量％，30℃下的热导率为0.0310W/m·K。将实施例7的成形体与实施例1同样地切断，制作25个切削体，这25个切削体中的任一个都没有出现碎裂、破损。进而，与实施例1同样操作，测定抗压强度，结果，在压缩率＝2.5％时，样品崩塌，出现破坏点，此时的载荷为7.8MPa。

实施例8

使用锤磨机将Na含有率为0质量％的二氧化硅粉体(小颗粒)21质量％和Na含有率为0.34％的二氧化硅粉体(大颗粒)63质量％均匀混合后，添加平均粒径为1μm的作为红外线不透明化颗粒的硅酸锆16质量％，继续进行均匀混合，得到二氧化硅粉体。使用该二氧化硅粉体1042g，与实施例1同样地进行加压成形，得到长度30cm、宽度30cm、厚度20mm、体积密度为0.58g/cm³的成形体后，在900℃下实施5小时加热处理，得到实施例8的成形体。实施例8的成形体的Na的含有率为0.22质量％，30℃下的热导率为0.0413W/m·K。将实施例8的成形体与实施例1同样地切断，制作25个切削体，这25个切削体中的任一个都没有出现碎裂、破损。进而，与实施例1同样操作，测定抗压强度，结果，在压缩率＝4.5％时，样品崩塌，出现破坏点，此时的载荷为3.6MPa。另外，使用该二氧化硅粉体，使用内径为直径30cm的圆筒型模具，进行加压成形，得到2个直径30cm、厚度20mm、体积密度为0.58g/cm³的圆板状成形体。使用这2个成形体，测定800℃下的热导率，为0.0937W/m·K。需要说明的是，小颗粒的平均粒径D_S为14nm，大颗粒的平均粒径D_L为150nm。

实旋例9

使用锤磨机将Na含有率为0质量％的二氧化硅粉体(小颗粒)20质量％和Na含有率为0.34％的二氧化硅粉体(大颗粒)60质量％均匀混合后，添加平均粒径为1μm的作为红外线不透明化颗粒的硅酸锆15质量％，继续进行均匀混合，进而，添加平均纤维直径为11μm且平均纤维长度为6.4mm的玻璃纤维5质量％，在高速剪切混合机中均匀混合，得到二氧化硅粉体。使用该二氧化硅粉体702g，与实施例1同样地进行加压成形，得到长度30cm、宽度30cm、厚度20mm、体积密度为0.39g/cm³的成形体后，在900℃下实施5小时加热处理，得到实施例9的成形体。实施例9的成形体的Na的含有率为0.063质量％，30℃下的热导率为0.0274W/m·K。将实施例9的成形体与实施例1同样地切断，制作25个切削体，这25个切削体中的任一个都没有出现碎裂、破损。进而，与实施例1同样操作，测定抗压强度，结果，在压缩率＝4.4％时，样品崩塌，出现破坏点，此时的载荷为0.98MPa。需要说明的是，小颗粒的平均粒径D_S为14nm，大颗粒的平均粒径D_L为150nm。

实施例10

将0.5mol/L的硝酸钠水溶液缓慢滴加到保持在15℃的搅拌状态的胶体粒径10～20nm的二氧化硅溶胶溶液(日产化学公司制、商品名“Snowtex 40”、SiO₂含有率：40质量％)中，得到二氧化硅溶胶、硝酸钠的混合浆料。其后，用出口温度设定为130℃的喷雾干燥装置对混合浆料进行喷雾干燥，得到固体物质。接着，将得到的固体物质在电炉中用2小时从室温升温至300℃后，在300℃下保持3小时。再用2小时升温至550℃后，在550℃下保持3小时进行烧成后，缓慢冷却，得到二氧化硅粉体。使用该二氧化硅粉体990g，与实施例1同样地进行加压成形，得到长度30cm、宽度30cm、厚度20mm、体积密度为0.55g/cm³的成形体后，在900℃下实施5小时加热处理，得到实施例10的成形体。实施例10的成形体的Na的含有率为1.7质量％，30℃下的热导率为0.0357W/m·K。将实施例10的成形体与实施例1同样地切断，制作25个切削体，这25个切削体中的任一个都没有出现碎裂、破损。进而，与实施例1同样操作，测定抗压强度，结果，在压缩率＝4.3％时，样品崩塌，出现破坏点，此时的载荷为2.5MPa。

实施例11

使用锤磨机将Na含有率为0％的二氧化硅粉体(小颗粒)40质量％和Na含有率为0.273％的二氧化硅粉体(大颗粒)60质量％均匀混合后，相对于混合二氧化硅粉体的重量，再添加作为固体成分的10质量％的、胶体粒径为5nm的硅溶胶，继续进行均匀混合，得到二氧化硅粉体。使用该二氧化硅粉体594g，与实施例1同样地进行加压成形，得到长度30cm、宽度30cm、厚度20mm、体积密度为0.33g/cm³的成形体后，在1000℃下实施5小时加热处理，得到实施例11的成形体。实施例11的成形体的Na的含有率为0.16质量％，30℃下的热导率为0.0317W/m·K。将实施例11的成形体与实施例1同样地切断，制作25个切削体，这25个切削体中的任一个都没有出现碎裂、破损。进而，与实施例1同样操作，测定抗压强度，结果，在压缩率＝3.9％时，样品崩塌，出现破坏点，此时的载荷为0.93MPa。需要说明的是，小颗粒的平均粒径D_S为7.5nm，大颗粒的平均粒径D_L为80nm。

表1表示实施例1～11的成形体中的K等的含有率。

表1

比较例1

除不添加0.5mol/L的NaOH水溶液以外，与实施例1同样操作，得到比较例1的成形体。将比较例1的成形体与实施例1同样地切断，欲制作25个切削体，但碎裂、破损严重，不能得到长度6cm、宽度6cm、厚度20mm的切削体。进而，与实施例1同样操作，测定抗压强度，结果，在压缩率＝0～5％的范围内，伴随压缩，样品变形，不出现明确的破坏点，压缩率＝5％下的载荷为0.11MPa。

比较例2

除不对二氧化硅粉体进行酸洗涤以外，与实施例7同样操作，得到比较例2的成形体。比较例1的成形体在30℃下的热导率为0.0578W/m·K。

比较例3

除不实施加热处理以外，与实施例9同样操作，得到比较例3的成形体。将比较例3的成形体与实施例1同样地切断，欲制作25个切削体，但其中有13个切削体的顶角部分崩塌，得到的切削体为12个。进而，与实施例1同样操作，测定抗压强度，结果，在压缩率＝0～5％的范围内，伴随压缩，样品变形，不出现明确的破坏点，压缩率＝5％下的载荷为0.41MPa。

Claims (18)

1.一种成形体，其含有二氧化硅和钠，所述钠的含有率为0.005质量％以上3质量％以下，压缩率0～5％下的最大载荷为0.7MPa以上，30℃下的热导率为0.05W/m·K以下。

2.根据权利要求1所述的成形体，其中，含有钾，所述钾的含有率为0.005质量％以上5质量％以下。

3.根据权利要求1或2所述的成形体，其中，含有镁，所述镁的含有率为0.005质量％以上5质量％以下。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的成形体，其中，含有钙，所述钙的含有率为0.005质量％以上2质量％以下。

5.根据权利要求1～4中任一项所述的成形体，其中，含有铁，所述铁的含有率为0.005质量％以上6质量％以下。

6.根据权利要求1～5中任一项所述的成形体，其中，进一步含有无机纤维，所述无机纤维的含有率为0.1质量％以上50质量％以下。

7.根据权利要求1～6中任一项所述的成形体，其中，进一步含有平均粒径为0.5μm以上30μm以下的红外线不透明化颗粒，所述红外线不透明化颗粒的含有率超过0质量％且为49.5质量％以下。

8.根据权利要求7所述的成形体，其中，800℃下的热导率为0.2W/m·K以下。

9.根据权利要求6～8中任一项所述的成形体，其中，所述无机纤维具有生物可溶性。

10.一种包覆体，其具备权利要求1～9中任一项所述的成形体和收纳所述成形体的外覆材料。

11.根据权利要求10所述的包覆体，其中，所述外覆材料含有无机纤维。

12.根据权利要求10所述的包覆体，其中，所述外覆材料为树脂膜。

13.一种成形体的制造方法，其为用于得到权利要求1～8中任一项所述的成形体的制造方法，其中，具备以下工序：将含有二氧化硅和钠、且所述钠的含有率为0.005质量％以上3质量％以下的无机混合物在400℃以上的温度下进行加热处理的工序。

14.一种成形体的制造方法，其具备以下工序：将含有二氧化硅和钠、且所述钠的含有率为0.005质量％以上3质量％以下的无机混合物收纳在成形模具中的收纳工序；和将所述无机混合物成形的成形工序，

所述成形工序具有下述工序(a)或工序(b)，

(a)利用所述成形模具对所述无机混合物进行加压，同时加热至400℃以上的工序，

(b)通过加压将所述无机混合物成形后，在400℃以上的温度下实施加热处理的工序。

15.根据权利要求14所述的成形体的制造方法，其中，在所述成形工序中，以所述成形体的体积密度为0.25g/cm³以上2.0g/cm³以下的方式设定成形压力。

16.根据权利要求14所述的成形体的制造方法，其中，进一步具备以下工序：将含有二氧化硅的平均粒径D_S为5nm以上且不足30nm的小颗粒和含有钠及二氧化硅的平均粒径D_L为30nm以上50μm以下的大颗粒混合，得到所述无机混合物的工序。

17.根据权利要求14所述的成形体的制造方法，其中，进一步具备以下工序：将含有二氧化硅的平均粒径D_S为5nm以上且不足30nm的小颗粒、和含有钠及二氧化硅的平均粒径D_L为30nm以上50μm以下的大颗粒、和金属氧化物溶胶混合，得到所述无机混合物的工序。

18.一种切削体的制造方法，其具备以下工序：将含有二氧化硅和钠、且所述钠的含有率为0.005质量％以上3质量％以下的无机混合物收纳在成形模具中的收纳工序；将所述无机混合物成形的成形工序；和对所述成形工序中得到的成形体的一部分进行切削的切削工序，

所述成形工序具有下述工序(c)或工序(d)，

(c)以成形体的体积密度为0.25g/cm³以上2.0g/cm³以下的方式利用所述成形模具对所述无机混合物进行加压，同时进行加热的工序，

(d)通过利用所述成形模具进行加压，将所述无机混合物成形后，在400℃以上的温度下实施加热处理的工序。

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