JP2005179514A - Thermal insulation resin composition and coating and molding using it - Google Patents

Thermal insulation resin composition and coating and molding using it Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a resin composition having an excellent thermal insulation ability. <P>SOLUTION: The thermal insulation resin composition comprises a binder resin and silica. The silica has the characteristics of (a) to (f). (a) The pore volume is larger than 1.6 ml/g and not more than 3 ml/g. (b) The specific surface area is 100-1,000 m<SP>2</SP>/g. (c) The modal pore diameter (D<SB>max</SB>) is larger than 5 nm. (d) Q<SP>4</SP>/Q<SP>3</SP>as measured by solid state Si-NMR is not less than 1.2. (e) It is amorphous. (f) The content of metal impurities is less than 100 ppm. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、バインダ樹脂とシリカとを含有する断熱性樹脂組成物、並びにそれを用いた断熱性の塗料及び成型体に関する。   The present invention relates to a heat insulating resin composition containing a binder resin and silica, and a heat insulating paint and a molded body using the same.

従来、建築物から電化製品まで、さまざまな対象に断熱性を付与する目的で、断熱性を備えた樹脂組成物(断熱性樹脂組成物)が用いられている。断熱性を付与すべき箇所にこのような樹脂組成物を用いることで、その箇所の断熱性を高めることができる。   Conventionally, a resin composition (heat insulating resin composition) having heat insulating properties has been used for the purpose of imparting heat insulating properties to various objects from buildings to electrical appliances. By using such a resin composition at a location where heat insulation should be imparted, the heat insulation at that location can be improved.

断熱性樹脂組成物は、通常、バインダ樹脂と、断熱材とを基本成分として含有する。断熱材としては、安価で安定性に優れる等の理由から、主にシリカ等が用いられている(例えば、特許文献1)。   The heat insulating resin composition usually contains a binder resin and a heat insulating material as basic components. As the heat insulating material, silica or the like is mainly used for reasons such as low cost and excellent stability (for example, Patent Document 1).

特開2003−42386号公報JP 2003-42386 A

ところが、上記文献記載の技術では、その断熱性は十分なものとは言えなかった。よって、より優れた断熱性を有する樹脂組成物が求められていた。   However, the technique described in the above literature cannot be said to have sufficient heat insulation. Therefore, a resin composition having more excellent heat insulating properties has been demanded.

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。即ち、本発明の課題は、優れた断熱性を有する断熱性樹脂組成物、並びにそれを用いた断熱性塗料及び断熱性成型体を提供することに存する。   The present invention has been made in view of the above-described problems. That is, the subject of this invention exists in providing the heat insulation resin composition which has the outstanding heat insulation, and the heat insulation coating material and heat insulation molding using the same.

本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、特定の特性を有するシリカを断熱材として樹脂組成物に含有させることによって、優れた断熱性を有する樹脂組成物となることを見出し、本発明を完成するに至った。   As a result of intensive studies to solve the above problems, the present inventors have found that a resin composition having excellent heat insulating properties can be obtained by incorporating silica having specific characteristics into the resin composition as a heat insulating material. The present invention has been completed.

すなわち、本発明の要旨は、バインダ樹脂と、シリカとを含有する断熱性組成物であって、該シリカが、下記(a)〜(f)の特性を備えることを特徴とする、断熱性組成物に存する。
(a)細孔容積が1.6ml/gより大きく、3ml/g以下
(b)比表面積が100〜1000m2/g
(c)最頻細孔直径(Dmax)が5nm以上
(d)固体Si−NMRでのQ4/Q3値が1.2以上
(e)非結晶質であること
(f)金属不純物の含有量が100ppm以下
That is, the gist of the present invention is a heat insulating composition containing a binder resin and silica, wherein the silica has the following characteristics (a) to (f): Exists in things.
(A) The pore volume is larger than 1.6 ml / g and 3 ml / g or less (b) The specific surface area is 100 to 1000 m 2 / g
(C) Moderate pore diameter (D max ) is 5 nm or more (d) Q 4 / Q 3 value in solid Si-NMR is 1.2 or more (e) Noncrystalline (f) Metal impurities Content is 100ppm or less

また、本発明の別の要旨は、上記断熱性樹脂組成物と、溶剤とを含有することを特徴とする、断熱性塗料に存する。
また、本発明の更に別の要旨は、上記断熱性樹脂組成物を含有することを特徴とする、断熱性成型体に存する。
Moreover, another gist of the present invention resides in a heat insulating paint characterized by containing the above heat insulating resin composition and a solvent.
Still another subject matter of the present invention resides in a heat insulating molded body characterized by containing the above heat insulating resin composition.

本発明によれば、優れた断熱性を有する樹脂組成物並びに塗料及び成型体を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the resin composition which has the outstanding heat insulation, a coating material, and a molded object can be provided.

[1]断熱性樹脂組成物:
本発明に係る断熱性樹脂組成物(以下、適宜「本発明の組成物」と略称する)は、特定の特性を備えたシリカと、バインダ樹脂とを含有するものである。
以下、各構成成分を説明する。
[1] Heat insulating resin composition:
The heat insulating resin composition according to the present invention (hereinafter abbreviated as “the composition of the present invention” as appropriate) contains silica having specific characteristics and a binder resin.
Hereinafter, each component will be described.

[1−1]シリカ:
本発明の組成物が含有するシリカ(以下、適宜「本発明のシリカ」という)について、説明する。
[1-1] Silica:
The silica contained in the composition of the present invention (hereinafter referred to as “the silica of the present invention” as appropriate) will be described.

(1)本発明のシリカの特徴
本発明において「シリカ」とは含水ケイ酸のことを指す。含水ケイ酸は、SiO2・nH2Oの示性式で表される。本発明では、シリカの中でもいわゆる「シリカゲル」やミセルテンプレート型シリカ等に於いて、その効果が顕著である。
(1) Characteristics of silica of the present invention In the present invention, "silica" refers to hydrous silicic acid. The hydrous silicic acid is represented by the SiO 2 .nH 2 O characteristic formula. In the present invention, the effect is remarkable in so-called “silica gel” or micelle template type silica among silica.

本発明のシリカは、細孔容積が通常の値よりも大きい範囲に存在することを特徴とする。具体的には、窒素ガス吸・脱着法で測定した細孔容積の値が、通常1.6ml/gよりも大きく、中でも好ましくは1.8ml/g以上、特に好ましくは1.85ml/g以上であり、また、通常3ml/g以下、中でも好ましくは2.5ml/g以下、特に好ましくは2.4ml/g以下である。上記のように、本発明のシリカの細孔容積が大きい範囲にあるために、本発明の組成物はその内部に大きな空隙を有することができるようになり、このため、高い断熱性を発揮することができる。なお、細孔容積は、吸着等温線の相対圧0.98における窒素ガスの吸着量から求めることができる。   The silica of the present invention is characterized in that the pore volume is in a range larger than a normal value. Specifically, the value of the pore volume measured by the nitrogen gas absorption / desorption method is usually larger than 1.6 ml / g, preferably 1.8 ml / g or more, particularly preferably 1.85 ml / g or more. In addition, it is usually 3 ml / g or less, preferably 2.5 ml / g or less, particularly preferably 2.4 ml / g or less. As described above, since the pore volume of the silica of the present invention is in a large range, the composition of the present invention can have large voids therein, and thus exhibits high heat insulation. be able to. The pore volume can be determined from the amount of nitrogen gas adsorbed at an adsorption isotherm relative pressure of 0.98.

また、比表面積の値は、通常100m2/g以上、好ましくは200m2/g以上、更に好ましくは300m2/g以上、特に好ましくは350m2/g以上であり、通常1000m2/g以下、好ましくは900m2/g以下、更に好ましくは800m2/g以下、特に好ましくは700m2/g以下である。比表面積の値は、窒素ガス吸脱着によるBET法で測定される。 The value of the specific surface area is usually 100 m 2 / g or more, preferably 200 m 2 / g or more, more preferably 300 m 2 / g or more, particularly preferably 350 m 2 / g or more, usually 1000 m 2 / g or less, Preferably it is 900 m < 2 > / g or less, More preferably, it is 800 m < 2 > / g or less, Most preferably, it is 700 m < 2 > / g or less. The value of the specific surface area is measured by the BET method by nitrogen gas adsorption / desorption.

更に、本発明のシリカは、窒素ガス吸脱着法で測定した等温脱着曲線から、E.P. Barrett, L. G. Joyner, P. H. Haklenda, J. Amer. Chem. Soc., vol. 73,373 (1951) に記載のBJH法により算出される細孔分布曲線、即ち、細孔直径d(nm)に対して微分窒素ガス吸着量(ΔV/Δ(logd);Vは窒素ガス吸着容積)をプロットした図上での最頻細孔直径(Dmax)が、5nm以上であることを特徴とする。上限は特に制限されないが、通常は50nm以下、好ましくは30nm以下である。最頻細孔直径(Dmax)がこの範囲よりも小さいと、本発明の組成物中における空隙の割合が小さくなるために断熱性が低下する。また、最頻細孔直径(Dmax)がこの範囲よりも大きいと、シリカの強度が小さくなり、シリカの細孔構造が経時的に壊れ、高い断熱性能を発揮することができなくなる虞がある。 Furthermore, the silica of the present invention is obtained from the isothermal desorption curve measured by the nitrogen gas adsorption / desorption method from the BJH method described in EP Barrett, LG Joyner, PH Haklenda, J. Amer. Chem. Soc., Vol. 73,373 (1951). Is the mode of the pore distribution curve calculated by the above equation, that is, the frequency on the graph plotting the differential nitrogen gas adsorption amount (ΔV / Δ (logd); V is the nitrogen gas adsorption volume) against the pore diameter d (nm). The pore diameter (D max ) is 5 nm or more. The upper limit is not particularly limited, but is usually 50 nm or less, preferably 30 nm or less. If the most frequent pore diameter (D max ) is smaller than this range, the proportion of voids in the composition of the present invention is reduced, so that the heat insulating property is lowered. Further, if the mode pore diameter (D max ) is larger than this range, the strength of silica is reduced, the pore structure of silica is broken with time, and there is a possibility that high heat insulation performance cannot be exhibited. .

加えて、本発明のシリカは、上記の最頻直径(Dmax)の値の±20%の範囲にある細孔の総容積が、全細孔の総容積の通常50%以上、好ましくは60%以上、更に好ましくは70%以上である。このことは、本発明のシリカが有する細孔の直径が、最頻直径(Dmax)付近の細孔で揃っていること、つまり細孔径の分布が極めて狭い(シャープである)ことを意味する。なお、この比の値の上限は特に制限されないが、通常は90%以下である。シリカに部分的にもろい部分が生じると、その部分の細孔構造が壊れて断熱性が低下する。しかし、上記のように細孔径の分布が小さければ、本発明のシリカの構造は均一なものとなり、したがって、シリカの強度にバラツキが生じ難くなり、部分的にもろい部分が生じることを防止することができる。このため、本発明の組成物全体が安定して高い断熱性を発揮することができる。 In addition, the silica of the present invention has a total volume of pores in the range of ± 20% of the above-mentioned mode diameter (D max ) value of usually 50% or more, preferably 60% of the total volume of all pores. % Or more, more preferably 70% or more. This means that the diameters of the pores of the silica of the present invention are uniform in the pores in the vicinity of the mode diameter (D max ), that is, the pore diameter distribution is extremely narrow (sharp). . The upper limit of this ratio value is not particularly limited, but is usually 90% or less. When a partially brittle portion is generated in silica, the pore structure of the portion is broken and the heat insulating property is lowered. However, if the pore size distribution is small as described above, the structure of the silica of the present invention will be uniform, and therefore it will be difficult for the silica strength to vary and prevent the formation of partially fragile parts. Can do. For this reason, the whole composition of this invention can exhibit high heat insulation stably.

かかる特徴に関連して、本発明のシリカは、上記のBJH法により算出された最頻直径(Dmax)における微分細孔容積ΔV/Δ(logd)が、通常2ml/g以上、中でも3ml/g以上、特に5ml/g以上であることが好ましく、通常40ml/g以下、中でも30ml/g以下、特に25ml/g以下であることが好ましい(なお、上式において、dは細孔直径(nm)であり、Vは窒素ガス吸着容積である)。微分細孔容積ΔV/Δ(logd)が前記範囲に含まれるものは、最頻直径(Dmax)の付近に揃っている細孔の絶対量が極めて多いものと言える。 In relation to such characteristics, the silica of the present invention has a differential pore volume ΔV / Δ (logd) at a mode diameter (D max ) calculated by the BJH method of usually 2 ml / g or more, particularly 3 ml / g. g or more, particularly preferably 5 ml / g or more, usually 40 ml / g or less, more preferably 30 ml / g or less, and particularly preferably 25 ml / g or less (where d is the pore diameter (nm And V is the nitrogen gas adsorption volume). When the differential pore volume ΔV / Δ (logd) is included in the above range, it can be said that the absolute amount of pores arranged in the vicinity of the most frequent diameter (D max ) is extremely large.

また、本発明のシリカは、以上の細孔構造の特徴に加えて、その三次元構造を見るに、非結晶質であること、即ち、結晶性構造が認められないことが好ましい。このことは、本発明のシリカをX線回折で分析した場合に、結晶性ピークが実質的に認められないことを意味する。なお、本明細書において非結晶質でないシリカとは、X線回折パターンで6オングストローム(Å Units d-spacing)を越えた位置に、少なくとも一つの結晶構造のピークを示すものを指す。非結晶質のシリカは、結晶性のシリカに較べて、断熱性が高いことに加え、極めて生産性に優れている。   Further, in addition to the characteristics of the pore structure described above, it is preferable that the silica of the present invention is amorphous, that is, no crystalline structure is observed in view of its three-dimensional structure. This means that when the silica of the present invention is analyzed by X-ray diffraction, a crystalline peak is not substantially observed. In the present specification, non-amorphous silica refers to a silica having at least one crystal structure peak at a position exceeding 6 angstroms (Å Units d-spacing) in the X-ray diffraction pattern. Amorphous silica is extremely superior in productivity in addition to high heat insulation compared to crystalline silica.

更に、本発明のシリカの構造に関しては、固体Si−NMR測定による分析でも特徴ある結果が得られる。即ち、固体Si−NMR測定では、本発明のシリカの、−OSiが3個結合したSi(Q3)と−OSiが4個結合したSi(Q4)とのモル比を示すQ4/Q3の値が、通常1.2以上、好ましくは1.4以上である。なお、上限値は特に制限されないが、通常は10以下である。一般に、この値が高い程、シリカの熱安定性が高いことが知られており、ここから本発明のシリカは、熱安定性に極めて優れていることが判る。つまり、本発明のシリカは熱によって構造が壊れる虞が小さいので、本発明の組成物は高い断熱性を長期間にわたって保持することが可能である。これに対して、結晶性のミセルテンプレートシリカの中には、Q4/Q3の値が1.2を下回るものがあり、熱安定性、特に水熱安定性が低い。 Furthermore, regarding the structure of the silica of the present invention, a characteristic result can be obtained even by analysis by solid-state Si-NMR measurement. That is, in the solid Si-NMR measurement, Q 4 / Q indicating the molar ratio of Si (Q 3 ) with 3 —OSi bonded to Si (Q 4 ) with 4 —OSi bonded to the silica of the present invention. The value of 3 is usually 1.2 or more, preferably 1.4 or more. The upper limit is not particularly limited, but is usually 10 or less. In general, it is known that the higher this value, the higher the thermal stability of the silica. From this, it can be seen that the silica of the present invention is extremely excellent in thermal stability. That is, since the silica of the present invention is less likely to break the structure due to heat, the composition of the present invention can maintain high heat insulating properties over a long period of time. On the other hand, some crystalline micelle template silicas have a Q 4 / Q 3 value of less than 1.2 and have low thermal stability, particularly hydrothermal stability.

なお、Q4/Q3の値は、固体Si−NMR測定を行ない、その結果に基づいて算出することができる。また、測定データの解析(ピーク位置の決定)は、例えば、ガウス関数を使用した波形分離解析等により、各ピークを分割して抽出する方法で行なう。 The value of Q 4 / Q 3 performs a solid Si-NMR measurement can be calculated based on the result. Further, analysis of measurement data (determination of peak position) is performed by a method of dividing and extracting each peak by, for example, waveform separation analysis using a Gaussian function.

また、本発明のシリカは、シリカの骨格を構成するケイ素を除いた金属元素(金属不純物)の合計の含有率が、通常100ppm以下、好ましくは50ppm以下、更に好ましくは10ppm以下、特に好ましくは5ppm以下、最も好ましくは1ppm以下と、非常に低く抑えられ、極めて高純度であることである。このように不純物の影響が少ないことが、本発明のシリカが高い耐熱性や耐水性などの優れた性質を発現できる大きな要因の一つである。また、本発明のシリカが高い耐熱性や耐久性を有するため、本発明の組成物は長期にわたって安定して使用することが可能となる。なお、本明細書において「ppm」とは、重量に対する割合を表わすものである。   In the silica of the present invention, the total content of metal elements (metal impurities) excluding silicon constituting the silica skeleton is usually 100 ppm or less, preferably 50 ppm or less, more preferably 10 ppm or less, particularly preferably 5 ppm. In the following, it is most preferably 1 ppm or less, which is very low and extremely high purity. Such a small influence of impurities is one of the major factors that enable the silica of the present invention to exhibit excellent properties such as high heat resistance and water resistance. Moreover, since the silica of the present invention has high heat resistance and durability, the composition of the present invention can be used stably over a long period of time. In the present specification, “ppm” represents a ratio to weight.

また、本発明のシリカは、水中での加熱処理(耐水熱試験)を施されても、細孔特性の変化が少ないことが、その特徴の一つとして挙げられる。耐水熱試験後におけるシリカの細孔特性の変化は、例えば比表面積、細孔容積、細孔径分布などの多孔性に関する物性の変化として観察される。例えば、本発明のシリカにおいては、200℃、6時間の耐水熱試験をした際、該試験後の比表面積が該試験前の比表面積に対して20%以上(比表面積残存率が20%以上)であることが好ましい。この様な特性を有する本発明のシリカは、長時間の厳しい使用条件下においても、多孔性の特徴が失われないので好ましい。この比表面積の残存率は、中でも35%以上、特に50%以上であることが好ましい。   In addition, the silica of the present invention has one of its features that even when subjected to a heat treatment (hydrothermal resistance test) in water, the change in pore characteristics is small. Changes in the pore characteristics of silica after the hydrothermal resistance test are observed as changes in physical properties related to porosity such as specific surface area, pore volume, and pore size distribution. For example, in the silica of the present invention, when subjected to a hydrothermal resistance test at 200 ° C. for 6 hours, the specific surface area after the test is 20% or more with respect to the specific surface area before the test (the specific surface area residual ratio is 20% or more). ) Is preferable. The silica of the present invention having such characteristics is preferable because the porous characteristics are not lost even under severe use conditions for a long time. The residual ratio of the specific surface area is preferably 35% or more, particularly 50% or more.

そして、本発明のシリカは、この耐水熱処理試験後においても、細孔径分布がシャープであるという特性の劣化が極めて少なく、且つ、細孔容積の変化が極めて少ないか、或いは、細孔容積が増加するという、従来のシリカにはない特徴を有する。   The silica of the present invention has very little deterioration of the characteristic that the pore diameter distribution is sharp and the change in the pore volume is very small or the pore volume is increased even after the hydrothermal treatment test. It has a characteristic that is not found in conventional silica.

なお、本発明に於ける耐水熱試験とは、密閉系内に於いて、特定温度(200℃)の水とシリカとを一定時間(6時間)接触させることであり、本発明のシリカの全てが水中に存在するのであれば、密閉系内が全て水で満たされていても、また、系内の一部が加圧下の気相部を有し、この気相部に水蒸気があってもよい。この場合の気相部の圧力は、例えば60000hPa以上、好ましくは63000hPa以上であればよい。なお、特定温度の誤差は通常±5℃以内、中でも±3℃以内、特に±1℃以内とするのが好ましい。   In addition, the hydrothermal resistance test in the present invention is to bring water at a specific temperature (200 ° C.) into contact with silica for a certain time (6 hours) in a closed system. Is present in water, even if the closed system is entirely filled with water, or a part of the system has a gas phase part under pressure, and there is water vapor in this gas phase part. Good. In this case, the pressure in the gas phase part may be, for example, 60000 hPa or more, preferably 63000 hPa or more. The error of the specific temperature is usually within ± 5 ° C., preferably within ± 3 ° C., particularly preferably within ± 1 ° C.

(2)本発明のシリカの製造方法
続いて、本発明のシリカの製造方法を説明する。
本発明のシリカの製造方法は、シリカヒドロゲルを水熱処理し、得られたスラリーの液体成分中の水分含有率を5重量%以下とした後、乾燥することを特徴とする。
(2) Manufacturing method of the silica of this invention Then, the manufacturing method of the silica of this invention is demonstrated.
The method for producing silica according to the present invention is characterized in that silica hydrogel is hydrothermally treated, and the water content in the liquid component of the obtained slurry is reduced to 5% by weight or less, followed by drying.

具体的には、シリコンアルコキシドを加水分解し、得られたシリカヒドロゲルを、好ましくは実質的に熟成することなしに水熱処理し、次いで親水性有機溶媒と接触させた後に乾燥させることで、シリカ中の水分を除去することを特徴とする。   Specifically, the silicon alkoxide is hydrolyzed, and the resulting silica hydrogel is preferably hydrothermally treated without substantial aging, and then contacted with a hydrophilic organic solvent and then dried to obtain silica in the silica. It is characterized by removing water.

シリカヒドロゲルの製造方法は任意であり、例えば珪酸アルカリ塩を加水分解して得られるシリカヒドロゲル、またはシリコンアルコキシドを加水分解して得られるシリカヒドロゲルが挙げられる。中でも、シリコンアルコキシドを加水分解して得られるシリカヒドロゲルは、その原料であるシリコンアルコキシドの高純度化が可能であり、シリカヒドロゲルへの不純物の混入を容易に防止できるので好ましい。   The manufacturing method of silica hydrogel is arbitrary, for example, the silica hydrogel obtained by hydrolyzing a silicic acid alkali salt, or the silica hydrogel obtained by hydrolyzing a silicon alkoxide is mentioned. Among them, silica hydrogel obtained by hydrolyzing silicon alkoxide is preferable because it can increase the purity of silicon alkoxide as a raw material and can easily prevent impurities from being mixed into silica hydrogel.

本発明のシリカの原料として使用されるシリコンアルコキシドとしては、トリメトキシシラン、テトラメトキシシラン、トリエトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトラブトキシシラン等の炭素数1〜4の低級アルキル基を有するトリ又はテトラアルコキシシラン或いはそれらのオリゴマーが挙げられる。中でも、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン及びそれらのオリゴマー、特にテトラメトキシシランやそのオリゴマーを用いると、良好な細孔特性を有するシリカが得られるので好ましい。その主な理由としては、シリコンアルコキシドは蒸留により容易に精製し、高純度品が得られるので、高純度のシリカの原料として好適であることが挙げられる。シリコンアルコキシド中のアルカリ金属又はアルカリ土類金属に属する金属元素(金属不純物)の総含有量は、通常100ppm以下、中でも50ppm以下、更には10ppm以下、特に1ppm以下が好ましい。これらの金属不純物の含有率は、一般的なシリカ中の不純物含有率の測定法と同じ方法で測定できる。   The silicon alkoxide used as a raw material for the silica of the present invention includes a lower alkyl group having 1 to 4 carbon atoms such as trimethoxysilane, tetramethoxysilane, triethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetrabutoxysilane and the like. Examples thereof include tri- or tetraalkoxysilanes or oligomers thereof. Among these, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane and oligomers thereof, particularly tetramethoxysilane and oligomers thereof are preferable because silica having good pore characteristics can be obtained. The main reason is that silicon alkoxide is easily purified by distillation to obtain a high-purity product, and is therefore suitable as a raw material for high-purity silica. The total content of metal elements (metal impurities) belonging to the alkali metal or alkaline earth metal in the silicon alkoxide is usually 100 ppm or less, preferably 50 ppm or less, more preferably 10 ppm or less, and particularly preferably 1 ppm or less. The content of these metal impurities can be measured by the same method as the method for measuring the impurity content in general silica.

本発明では、先ず、加水分解・縮合工程において、触媒の不存在下にシリコンアルコキシドを加水分解すると共に得られたシリカヒドロゾルを縮合してシリカヒドロゲルを形成する。   In the present invention, first, in the hydrolysis / condensation step, the silicon alkoxide is hydrolyzed in the absence of a catalyst and the silica hydrosol obtained is condensed to form a silica hydrogel.

シリコンアルコキシドの加水分解は、シリコンアルコキシド1モルに対して、通常2モル倍以上、好ましくは3モル倍以上、特に好ましくは4モル倍以上、また、通常20モル倍以下、好ましくは10モル倍以下、特に好ましくは8モル倍以下の水を用いて行なう。シリコンアルコキシドの加水分解により、シリカのヒドロゲルとアルコールとが生成し、生成したシリカヒドロゾルは逐次縮合してシリカヒドロゲルとなる。   Hydrolysis of silicon alkoxide is usually 2 mol times or more, preferably 3 mol times or more, particularly preferably 4 mol times or more, and usually 20 mol times or less, preferably 10 mol times or less with respect to 1 mol of silicon alkoxide. Particularly preferably, it is carried out using 8 mol times or less of water. Hydrolysis of the silicon alkoxide produces a silica hydrogel and an alcohol, and the produced silica hydrosol is successively condensed into a silica hydrogel.

加水分解時の温度は、通常室温以上、100℃以下であるが、加圧下で液相を維持することで、より高い温度で行なうことも可能である。加水分解に要する反応時間は反応液組成(シリコンアルコキシドの種類や、水とのモル比)並びに反応温度に依存し、ゲル化するまでの時間が異なるので、一概には規定されない。この反応時間は、本発明のシリカのように細孔特性に優れたシリカを得る為には、ヒドロゲルの破壊応力が6MPaを越えない時間であることが好ましい。   The temperature at the time of hydrolysis is usually room temperature or higher and 100 ° C. or lower, but it can also be performed at a higher temperature by maintaining the liquid phase under pressure. The reaction time required for hydrolysis depends on the composition of the reaction solution (type of silicon alkoxide and molar ratio with water) and the reaction temperature, and since the time until gelation differs, it is not generally specified. This reaction time is preferably a time at which the fracture stress of the hydrogel does not exceed 6 MPa in order to obtain a silica having excellent pore characteristics such as the silica of the present invention.

なお、この加水分解反応系に、触媒として、酸、アルカリ、塩類などを共存させることで加水分解を促進させることができる。しかしながら、かかる触媒の使用は、後述のように、生成したヒドロゲルの熟成を引き起こすことになるので、本発明のシリカゲルの製造においてはあまり好ましいことではない。   In this hydrolysis reaction system, hydrolysis can be promoted by allowing an acid, an alkali, a salt, or the like to coexist as a catalyst. However, the use of such a catalyst is not preferable in the production of the silica gel of the present invention because it causes aging of the produced hydrogel, as will be described later.

上述したシリコンアルコキシドの加水分解に際しては、攪拌を充分に行なうことが重要となる。例えば、回転軸に攪拌翼を備えた攪拌装置を用いた場合、その攪拌速度(回転軸の回転数)としては、攪拌翼の形状・枚数・液との接触面積等にもよるが、通常は30rpm以上、好ましくは50rpm以上である。   In the hydrolysis of the above-mentioned silicon alkoxide, it is important to sufficiently stir. For example, when a stirrer equipped with a stirring blade on the rotating shaft is used, the stirring speed (the number of rotations of the rotating shaft) depends on the shape, the number of the stirring blades, the contact area with the liquid, etc. 30 rpm or more, preferably 50 rpm or more.

また、この攪拌速度は、一般的に速過ぎると、槽内で生じた飛沫が各種のガスラインを閉塞させたり、また反応器内壁に付着して熱伝導を悪化させ、物性制御に重要な温度管理に影響を及ぼしたりする場合がある。更に、この内壁の付着物が剥離し、製品に混入して品質を悪化させる場合もある。この様な理由から、攪拌速度は2000rpm以下、中でも1000rpm以下であることが好ましい。   In general, if the stirring speed is too high, droplets generated in the tank block various gas lines or adhere to the inner wall of the reactor to deteriorate the heat conduction, which is an important temperature control property. It may affect management. Furthermore, the deposits on the inner wall may be peeled off and mixed into the product to deteriorate the quality. For these reasons, the stirring speed is preferably 2000 rpm or less, and more preferably 1000 rpm or less.

本発明に於いて、分液している二液相(水相、及びシリコンアルコキシド相)の攪拌方法は、反応を促進させる方法であれば任意の攪拌方法を用いることが出来る。中でも、この二液相をより混合させるような装置としては、例えば以下の(a)、(b)が挙げられる。   In the present invention, any stirring method can be used as the stirring method for the two liquid phases (aqueous phase and silicon alkoxide phase) which are separated, as long as the method promotes the reaction. Among them, examples of an apparatus for further mixing the two liquid phases include the following (a) and (b).

(a):回転軸が液面に対し垂直又は僅かに角度を持って挿入され、上下に液の流動が生じる攪拌翼を有する装置。
(b):回転軸方向を二液相の界面と略平行に設け、二液相間に攪拌を生じさせる攪拌翼を有する攪拌装置。
(A): An apparatus having a stirring blade in which a rotating shaft is inserted perpendicularly or slightly at an angle with respect to the liquid surface, and the liquid flows vertically.
(B): A stirrer having a stirring blade provided with a rotation axis direction substantially parallel to the interface between the two liquid phases and causing stirring between the two liquid phases.

上述した(a)、(b)の様な装置を用いた際の攪拌翼の回転速度は、攪拌翼の周速度(攪拌翼先端速度)で、0.05〜10m/s、中でも0.1〜5m/s、さらには0.1〜3m/sであることが好ましい。   The rotational speed of the stirring blade when using the devices as described above (a) and (b) is the peripheral speed of the stirring blade (stirring blade tip speed), 0.05 to 10 m / s, especially 0.1. -5 m / s, more preferably 0.1-3 m / s.

攪拌翼の形状や長さ等は任意であり、攪拌翼としては例えばプロペラ型、平羽根型、角度付平羽根型、ピッチ付平羽根型、平羽根ディスクタービン型、湾曲羽根型、ファウドラー型、ブルマージン型等が挙げられる。   The shape and length of the stirring blade is arbitrary, and examples of the stirring blade include a propeller type, a flat blade type, an angled flat blade type, a pitched flat blade type, a flat blade disk turbine type, a curved blade type, a fiddler type, Examples include a bull margin type.

翼の幅、枚数、傾斜角等は反応器の形状、大きさ、目的とする攪拌動力に応じて適宜選定すればよい。たとえば反応器の槽内径(回転軸方向に対して垂直面を形成する液相面の最長径)に対する翼幅(回転軸方向の翼の長さ)の比率(b/D)は0.05〜0.2、傾斜角(θ)90゜±10゜、翼枚数3〜10枚の攪拌装置が好適な例として挙げられる。   The width, number of blades, inclination angle, etc. of the blades may be appropriately selected according to the shape and size of the reactor and the target stirring power. For example, the ratio (b / D) of the blade width (blade length in the rotation axis direction) to the tank inner diameter (the longest diameter of the liquid phase surface forming a plane perpendicular to the rotation axis direction) of the reactor is 0.05 to A suitable example is 0.2, an inclination angle (θ) of 90 ° ± 10 °, and a stirring device of 3 to 10 blades.

中でも、上述の回転軸を反応容器内の液面よりも上に設け、この回転軸から伸ばした軸の先端部分に攪拌翼を設ける構造が、攪拌効率及び設備メンテナンスの観点から好適に使用される。   Among these, the structure in which the above-described rotating shaft is provided above the liquid level in the reaction vessel and the stirring blade is provided at the tip of the shaft extending from the rotating shaft is preferably used from the viewpoint of stirring efficiency and equipment maintenance. .

上記のシリコンアルコキシドの加水分解反応では、シリコンアルコキシドが加水分解してシリカヒドロゾルが生成するが、引き続いて該シリカヒドロゾルの縮合反応が起こり、反応液の粘度が上昇し、最終的にゲル化してシリカヒドロゲルとなる。   In the above silicon alkoxide hydrolysis reaction, the silicon alkoxide is hydrolyzed to form a silica hydrosol. Subsequently, a condensation reaction of the silica hydrosol occurs, the viscosity of the reaction solution increases, and finally gelation occurs. Silica hydrogel.

次いで、本発明では、物性調節工程として、上記の加水分解により生成したシリカヒドロゲルの硬さが上昇しないように、実質的に熟成することなく、シリカヒドロゲルの水熱処理を行なう。シリコンアルコキシドを加水分解すると、軟弱なシリカヒドロゲルが生成する。なお、このヒドロゲルの物性を安定させるべく、熟成、あるいは乾燥させ、次いで水熱処理を施すという方法では、本発明のシリカを製造することは困難である。   Next, in the present invention, as a physical property adjusting step, hydrothermal treatment of the silica hydrogel is performed without substantially aging so that the hardness of the silica hydrogel generated by the above hydrolysis does not increase. Hydrolysis of silicon alkoxide produces a soft silica hydrogel. In order to stabilize the physical properties of the hydrogel, it is difficult to produce the silica of the present invention by aging or drying, followed by hydrothermal treatment.

上記にある、加水分解により生成したシリカヒドロゲルを、実質的に熟成することなく、直ちに水熱処理を行なうということは、シリカヒドロゲルが生成した直後の軟弱な状態が維持されたままで、次の水熱処理に供するようにするということを意味する。   The hydrothermal treatment immediately performed without substantially aging the silica hydrogel produced by hydrolysis as described above means that the next hydrothermal treatment is performed while maintaining the soft state immediately after the silica hydrogel is produced. It means to be used for.

具体的には、シリカヒドロゲルが生成した時点から、一般的には10時間以内に水熱処理することが好ましく、中でも8時間以内、更には6時間以内、特に4時間以内にシリカヒドロゲルを水熱処理することが好ましい。   Specifically, it is preferable that the hydrothermal treatment is generally performed within 10 hours from the time when the silica hydrogel is formed, and the hydrothermal treatment is preferably performed within 8 hours, more preferably within 6 hours, particularly within 4 hours. It is preferable.

また、工業用プラント等に於いては、大量に生成したシリカヒドロゲルを一旦サイロ等に貯蔵し、その後水熱処理を行なう場合が考えられる。この様な場合、シリカヒドロゲルは、シリカヒドロゲルが生成してから水熱処理に供されるまでの時間、いわゆる放置時間が、上述の範囲を超える場合が考えられる。この様な場合には、熟成が実質的に生じないように、サイロ内での静置中に、例えばシリカヒドロゲル中の液体成分が乾燥しないようにすればよい。   Moreover, in an industrial plant etc., the case where the silica hydrogel produced | generated in large quantities is once stored in a silo etc. and hydrothermal treatment is performed after that can be considered. In such a case, the silica hydrogel is considered to have a case where the time from when the silica hydrogel is formed to when it is subjected to hydrothermal treatment, the so-called standing time, exceeds the above range. In such a case, for example, the liquid component in the silica hydrogel may be prevented from drying during standing in the silo so that aging does not substantially occur.

具体的には、例えば、サイロ内を密閉したり、湿度を調節したりすればよい。また、水やその他の溶媒にシリカヒドロゲルを浸した状態で、シリカヒドロゲルを静置してもよい。   Specifically, for example, the inside of the silo may be sealed or the humidity may be adjusted. Alternatively, the silica hydrogel may be allowed to stand in a state where the silica hydrogel is immersed in water or another solvent.

静置の際の温度は、できるだけ低くすることが好ましく、例えば50℃以下、中でも35℃以下、特に30℃以下で静置することが好ましい。また、熟成が実質的に生じないようにする別の方法としては、シリカヒドロゲル中のシリカ濃度が低くなるように、予め原料組成を制御してシリカヒドロゲルを調製する方法が挙げられる。   The temperature at the time of standing is preferably as low as possible, for example, 50 ° C. or less, particularly 35 ° C. or less, particularly preferably 30 ° C. or less. Further, as another method for preventing aging substantially from occurring, there is a method of preparing a silica hydrogel by controlling the raw material composition in advance so that the silica concentration in the silica hydrogel is lowered.

シリカヒドロゲルを実質的に熟成せずに水熱処理することにより奏する効果と、この効果が得られる理由を考察すると、以下のことが考えられる。   Considering the effect obtained by hydrothermal treatment without substantially aging the silica hydrogel and the reason why this effect is obtained, the following can be considered.

まず、シリカヒドロゲルを熟成させると、−Si−O−Si−結合によるマクロ的網目構造が、シリカヒドロゲル全体に形成されると考えられる。この網目構造がシリカヒドロゲル全体に有ることで、水熱処理の際、この網目構造が障害となり、メソポーラスの形成が困難となることが考えられる。またシリカヒドロゲル中のシリカ濃度が低くなるように、予め原料組成を制御して得られたシリカヒドロゲルは、静置中に生ずるシリカヒドロゲルにおける架橋の進行を抑制できる。その為、シリカヒドロゲルが熟成しないと考える。   First, when the silica hydrogel is aged, a macroscopic network structure due to —Si—O—Si— bonds is considered to be formed in the entire silica hydrogel. It is considered that this network structure is present in the entire silica hydrogel, so that this network structure becomes an obstacle during hydrothermal treatment, and it becomes difficult to form mesoporous materials. Moreover, the silica hydrogel obtained by previously controlling the raw material composition so that the silica concentration in the silica hydrogel is low can suppress the progress of crosslinking in the silica hydrogel that occurs during standing. Therefore, it is considered that the silica hydrogel does not age.

よって、本発明では、シリカヒドロゲルを熟成することなく、水熱処理を行なうことが重要である。   Therefore, in the present invention, it is important to perform hydrothermal treatment without aging the silica hydrogel.

シリコンアルコキシドの加水分解反応系に酸、アルカリ、塩類等を添加すること、又は該加水分解反応の温度を厳しくし過ぎることなどは、ヒドロゲルの熟成を進行させるという点からも好ましくない。また、加水分解後の後処理における水洗、乾燥、放置などにおいて、必要以上に温度や時間をかけるべきではない。   Adding an acid, alkali, salt, or the like to the silicon alkoxide hydrolysis reaction system or making the temperature of the hydrolysis reaction too strict is not preferable from the standpoint of aging the hydrogel. Also, temperature and time should not be taken more than necessary in washing, drying, leaving, etc. in post-treatment after hydrolysis.

更に、シリコンアルコキシドの加水分解で得られたシリカヒドロゲルは、水熱処理を行なうまえに、これを平均粒径10mm以下、中でも5mm以下、更には1mm以下、特に0.5mm以下となるよう、粉砕処理等を施すことが好ましい。   Further, the silica hydrogel obtained by hydrolysis of silicon alkoxide is pulverized before hydrothermal treatment so that the average particle size is 10 mm or less, especially 5 mm or less, more preferably 1 mm or less, particularly 0.5 mm or less. Etc. are preferably applied.

上述の通り、本発明のシリカの製造方法としては、シリカヒドロゲルの生成の直後に、直ちにこれを水熱処理する方法が重要である。但し、本発明の製造方法に於いては、水熱処理するシリカヒドロゲルが熟成していなければよいので、例えば暫時低温下で静置した後に水熱処理するなど、必ずしもシリカヒドロゲルの生成直後、直ちにこれを水熱処理することを必要としない。   As described above, as a method for producing the silica of the present invention, a method of immediately hydrothermally treating the silica hydrogel immediately after the production of the silica hydrogel is important. However, in the production method of the present invention, it is sufficient that the hydrothermally-treated silica hydrogel is not aged, so that it is not necessarily immediately after the formation of the hydrogel, for example, by hydrothermal treatment after standing at a low temperature for a while. Does not require hydrothermal treatment.

このように、シリカヒドロゲルの生成の直後、直ちにこれを水熱処理しない場合には、例えばシリカヒドロゲルの熟成状態を具体的に確認してから水熱処理を行なえばよい。ヒドロゲルの熟成状態を具体的に確認する手段は任意であるが、例えば、後述の実施例に示すような方法で測定したヒドロゲルの硬度を参考にする方法が挙げられる。即ち、先述したとおり、この破壊応力が通常6MPa以下の柔らかい状態のヒドロゲルを水熱処理することで、本発明で規定する物性範囲のシリカを得ることができる。この破壊応力は、中でも3MPa以下であることが好ましく、特に2MPa以下であることが好ましい。   As described above, when the hydrothermal treatment is not performed immediately after the formation of the silica hydrogel, the hydrothermal treatment may be performed after specifically confirming the aging state of the silica hydrogel. The means for specifically confirming the ripening state of the hydrogel is arbitrary, and examples thereof include a method of referring to the hardness of the hydrogel measured by a method as shown in Examples described later. That is, as described above, silica having a physical property range defined in the present invention can be obtained by hydrothermally treating a soft hydrogel having a fracture stress of usually 6 MPa or less. The fracture stress is preferably 3 MPa or less, and particularly preferably 2 MPa or less.

この水熱処理の条件としては、水の状態が液体、気体のいずれでもよいが、中でも、液体の水を使い、シリカヒドロゲルに加えてスラリー状として、水熱処理を行なうことが好ましい。水熱処理においては、まず、処理するシリカヒドロゲルに、シリカヒドロゲルの重量に対して通常0.1重量倍以上、好ましくは0.5重量倍以上、特に好ましくは1重量倍以上、また、通常10重量倍以下、好ましくは5重量倍以下、特に好ましくは3重量倍以下の水を加えてスラリー状としする。そしてこのスラリーを、通常40℃以上、好ましくは100℃以上、中でも好ましくは150℃以上、特に好ましくは170℃以上、また、通常250℃以下、好ましくは200℃以下の温度で、通常0.1時間以上、好ましくは1時間以上、また、通常100時間以下、好ましくは10時間以下にわたって、水熱処理を行なう。水熱処理の温度が低すぎると、細孔分布がシャープになり難く、また、細孔容積を大きくすることも困難となる場合がある。   As conditions for this hydrothermal treatment, the state of water may be either liquid or gas, but it is preferable to perform hydrothermal treatment using liquid water as a slurry in addition to silica hydrogel. In the hydrothermal treatment, first, the silica hydrogel to be treated is usually 0.1 times or more, preferably 0.5 times or more, particularly preferably 1 or more times, and usually 10 times the weight of the silica hydrogel. Double or less, preferably 5 times or less, particularly preferably 3 times or less of water is added to form a slurry. The slurry is usually 40 ° C. or higher, preferably 100 ° C. or higher, preferably 150 ° C. or higher, particularly preferably 170 ° C. or higher, and usually 250 ° C. or lower, preferably 200 ° C. or lower. Hydrothermal treatment is performed for a period of time or longer, preferably 1 hour or longer, and usually 100 hours or shorter, preferably 10 hours or shorter. If the temperature of the hydrothermal treatment is too low, the pore distribution is difficult to be sharp, and it may be difficult to increase the pore volume.

なお、水熱処理に使用される水には、溶媒が含まれていてもよい。溶媒として、具体的には、例えば、低級アルコール類であるメタノール、エタノール、プロパノールなどが挙げられる。この溶媒は、例えばアルコキシシランを加水分解して得られたシリカヒドロゲルを水熱処理する際には、その原料であるアルコキシシランに由来するアルコール類であってもよい。   Note that the water used for the hydrothermal treatment may contain a solvent. Specific examples of the solvent include lower alcohols such as methanol, ethanol, and propanol. This solvent may be alcohols derived from alkoxysilane, which is a raw material, when hydrothermally treating a silica hydrogel obtained by hydrolyzing alkoxysilane, for example.

熱処理に用いる水における、この様な溶媒の含有量は任意だが、少ない方が好ましい。例えば、上述した様な、アルコキシシランを加水分解して得られたシリカヒドロゲルを水熱処理する際には、このシリカヒドロゲルを水洗し、水洗されたものを水熱反応に供することにより、150℃程度まで温度を下げて水熱処理を行なった場合でも、細孔特性に優れ且つ細孔容積の大きいシリカを製造することが出来る。また、溶媒を含んでいる水で水熱処理を行なっても、200℃程度の温度での水熱処理を行なうことで、本発明のシリカを容易に得ることが出来る。   The content of such a solvent in the water used for the heat treatment is arbitrary, but it is preferably smaller. For example, when hydrotreating a silica hydrogel obtained by hydrolyzing an alkoxysilane as described above, the silica hydrogel is washed with water, and the washed water is subjected to a hydrothermal reaction. Even when hydrothermal treatment is performed with the temperature lowered to 1, silica having excellent pore characteristics and a large pore volume can be produced. Even if hydrothermal treatment is performed with water containing a solvent, the silica of the present invention can be easily obtained by performing hydrothermal treatment at a temperature of about 200 ° C.

また、メンブランリアクターなどを作る目的で、シリカを膜状あるいは層状に粒子、基板、あるいは管などの基体上に形成させた材料の場合にも、この水熱処理方法は適用される。なお、加水分解反応の反応器を用い、続けて温度条件変更により水熱処理を行なうことも可能であるが、加水分解反応とその後の水熱処理では最適条件が通常は異なっているため、この様に水を新たに加えないで行なう方法では、本発明のシリカを得ることは一般的には難しい。   The hydrothermal treatment method is also applied to a material in which silica is formed on a substrate such as a particle, a substrate, or a tube in the form of a film or a layer for the purpose of making a membrane reactor or the like. It is also possible to perform hydrothermal treatment by changing the temperature conditions using a hydrolysis reaction reactor, but the optimum conditions are usually different between the hydrolysis reaction and the subsequent hydrothermal treatment. In general, it is difficult to obtain the silica of the present invention by a method carried out without newly adding water.

以上の水熱処理の条件において、温度を高くすると、得られるシリカの径、細孔容積が大きくなる傾向がある。水熱処理温度としては、100℃〜200℃の範囲であることが好ましい。また、処理時間とともに、得られるシリカの比表面積は、一度極大に達した後、緩やかに減少する傾向がある。以上の傾向を踏まえて、所望の物性値に応じて条件を適宜選択する必要があるが、水熱処理は、シリカの物性を変化させる目的なので、通常、前記の加水分解の反応条件より高温条件とすることが好ましい。   In the above hydrothermal treatment conditions, when the temperature is increased, the diameter and pore volume of the resulting silica tend to increase. The hydrothermal treatment temperature is preferably in the range of 100 ° C to 200 ° C. Further, with the treatment time, the specific surface area of the obtained silica tends to gradually decrease after reaching a maximum once. Based on the above tendency, it is necessary to appropriately select the conditions according to the desired physical property values, but since hydrothermal treatment is the purpose of changing the physical properties of silica, it is usually at a higher temperature than the hydrolysis reaction conditions described above. It is preferable to do.

なお、ミクロ構造的な均質性に優れる本発明のシリカを製造するためには、水熱処理の際に、反応系内の温度が5時間以内に目的温度に達する様に、速い昇温速度条件とすることが好ましい。具体的には、槽に充填して処理される場合、昇温開始から目標温度到達までの平均昇温速度として、通常0.1℃/min以上、好ましくは0.2℃/min以上、また、通常100℃/min以下、好ましくは30℃/min以下、より好ましくは10℃/min以下の範囲の値を採用するのが好ましい。   In order to produce the silica of the present invention having excellent microstructural homogeneity, a fast heating rate condition is set so that the temperature in the reaction system reaches the target temperature within 5 hours during the hydrothermal treatment. It is preferable to do. Specifically, when the tank is filled and processed, the average rate of temperature increase from the start of temperature increase until reaching the target temperature is usually 0.1 ° C./min or more, preferably 0.2 ° C./min or more. Usually, it is preferable to adopt a value in the range of 100 ° C./min or less, preferably 30 ° C./min or less, more preferably 10 ° C./min or less.

熱交換器などを利用した昇温方法や、あらかじめ作っておいた熱水を仕込む昇温方法なども、昇温速度を短縮することができて好ましい。また、昇温速度が上記範囲であれば、段階的に昇温を行なってもよい。反応系内の温度が目的温度に達するまでに長時間を要した場合には、昇温中にシリカヒドロゲルの熟成が進み、ミクロ構造的な均質性が低下する恐れがある。   A temperature raising method using a heat exchanger or the like or a temperature raising method in which hot water prepared in advance is used is preferable because the temperature raising rate can be shortened. Moreover, if the temperature increase rate is in the above range, the temperature may be increased stepwise. When it takes a long time for the temperature in the reaction system to reach the target temperature, the aging of the silica hydrogel progresses during the temperature rise, which may reduce the microstructural homogeneity.

上記の目的温度に達するまでの昇温時間は、好ましくは4時間以内、更に好ましくは3時間以内である。昇温時間の短縮化のため、水熱処理に使用する水を予熱することもできる。   The temperature raising time until the above target temperature is reached is preferably within 4 hours, more preferably within 3 hours. In order to shorten the temperature raising time, the water used for the hydrothermal treatment can be preheated.

水熱処理の温度、時間を上記範囲外に設定すると、本発明のシリカを得ることが困難となる。例えば、水熱処理の温度が高すぎると、シリカの細孔径、細孔容積が大きくなりすぎ、また、細孔分布も広がる。逆に、水熱処理の温度が低過ぎると、生成するシリカは、架橋度が低く、熱安定性に乏しくなり、細孔分布にピークが発現しなくなったり、前述した固体Si−NMRにおけるQ4/Q3値が極端に小さくなったりする。 When the hydrothermal treatment temperature and time are set outside the above ranges, it is difficult to obtain the silica of the present invention. For example, if the hydrothermal treatment temperature is too high, the pore diameter and pore volume of silica become too large, and the pore distribution is also widened. On the other hand, if the hydrothermal treatment temperature is too low, the resulting silica has a low degree of crosslinking, poor thermal stability, no peaks in the pore distribution, or Q 4 / Q 3 value may become extremely small.

なお、水熱処理をアンモニア水中で行なうと、純水中で行なう場合よりも低温で同様の効果が得られる。また、アンモニア水中で水熱処理すると、アンモニアを含まない水を用いた水熱処理と比較して、最終的に得られるシリカは一般に疎水性となる。この際、水熱処理の温度を通常30℃以上、好ましくは40℃以上、また、通常250℃以下、好ましくは200℃以下という比較的高温とすると、特に疎水性が高くなる。ここでのアンモニア水のアンモニア濃度としては、好ましくは0.001重量%以上、特に好ましくは0.005重量%以上、また、好ましくは10重量%以下、特に好ましくは5重量%である。   When the hydrothermal treatment is performed in ammonia water, the same effect can be obtained at a lower temperature than in pure water. In addition, when hydrothermal treatment is performed in ammonia water, the finally obtained silica generally becomes hydrophobic as compared with hydrothermal treatment using water not containing ammonia. At this time, when the temperature of the hydrothermal treatment is usually 30 ° C. or higher, preferably 40 ° C. or higher, and usually 250 ° C. or lower, preferably 200 ° C. or lower, the hydrophobicity is particularly high. The ammonia concentration here is preferably 0.001% by weight or more, particularly preferably 0.005% by weight or more, preferably 10% by weight or less, and particularly preferably 5% by weight.

上述した水熱処理を経て得られたシリカには、多量の水が含まれている。例えば、水熱処理後のシリカは、多量の水を含むシリカ(例えばシリカスラリー)として得られる。本発明のシリカの製造方法においては、この水を除去することが重要である。具体的には、このシリカスラリーを親水性有機溶媒と接触させ、水を親水性溶媒で置換し、次いでシリカを乾燥するという操作が、最も重要である。   A large amount of water is contained in the silica obtained through the hydrothermal treatment described above. For example, the silica after hydrothermal treatment is obtained as silica containing a large amount of water (for example, silica slurry). In the method for producing silica of the present invention, it is important to remove this water. Specifically, an operation of bringing the silica slurry into contact with a hydrophilic organic solvent, replacing water with the hydrophilic solvent, and then drying the silica is most important.

本発明に於いては、シリカに含まれる水を親水性有機溶媒と置換し、乾燥することによって、乾燥工程に於けるシリカの収縮を抑制し、シリカの細孔容積を大きく維持でき、細孔特性に優れ、且つ細孔容積の大きいシリカを得ることが出来るのである。この理由は定かではないが、以下のような現象によるものと考えられる。   In the present invention, by replacing the water contained in the silica with a hydrophilic organic solvent and drying, the silica shrinkage in the drying process can be suppressed, and the pore volume of the silica can be maintained large. Silica having excellent properties and a large pore volume can be obtained. The reason for this is not clear, but is thought to be due to the following phenomenon.

水熱処理後のシリカスラリー中の液体成分の多くは水である。この水は、シリカと互いに強く相互作用しあっている為に、シリカから完全に水を除去するには大きなエネルギーが必要と考える。   Many of the liquid components in the silica slurry after the hydrothermal treatment are water. Since this water interacts strongly with silica, it is considered that a large amount of energy is required to completely remove the water from the silica.

多量の水分が存在する条件下で乾燥過程(例えば加熱乾燥)を行なうと、熱エネルギーを受けた水が未反応のシラノール基と反応し、シリカの構造が変化する。この構造変化のうち最も顕著な変化はシリカ骨格の縮合であり、縮合によってシリカが局所的に高密度化することが考えられる。シリカ骨格は3次元的構造を有するので、骨格の局所的な縮合(シリカ骨格の高密度化)はシリカ骨格により構成されているシリカ粒子全体の細孔特性に影響を及ぼし、結果的に粒子が収縮して、細孔容積や細孔径が収縮すると考えられる。   When a drying process (for example, heat drying) is performed under a condition where a large amount of moisture is present, the water subjected to thermal energy reacts with unreacted silanol groups, and the structure of silica changes. Among the structural changes, the most prominent change is the condensation of the silica skeleton, and it is considered that the silica is locally densified by the condensation. Since the silica skeleton has a three-dimensional structure, local condensation of the skeleton (densification of the silica skeleton) affects the pore characteristics of the entire silica particles composed of the silica skeleton, and as a result, the particles It is considered that the pore volume and the pore diameter shrink due to the shrinkage.

そこで、例えばシリカスラリー中の(水を多量に含む)液体成分を親水性有機溶媒で置換することで、このシリカスラリー中の水を除去し、上述したようなシリカの収縮を抑えることが可能となる。   Therefore, for example, by replacing the liquid component (containing a large amount of water) in the silica slurry with a hydrophilic organic solvent, it is possible to remove the water in the silica slurry and suppress the silica shrinkage as described above. Become.

本発明で用いる親水性有機溶媒とは、上述した考えに基づき、水を多く溶かすものであればよい。中でも、分子内分極の大きいものが好ましい。さらに好ましくは、比誘電率が15以上のものがよい。   The hydrophilic organic solvent used in the present invention may be any solvent that dissolves a lot of water based on the above-described idea. Among them, those having large intramolecular polarization are preferable. More preferably, the relative dielectric constant is 15 or more.

本発明のシリカの製造方法に於いては、純度の高いシリカを得るために、親水性有機溶媒にて水を除去した後の乾燥工程で、この親水性有機溶媒を除去する必要がある。よって、親水性有機溶媒としては、乾燥(例えば加熱乾燥や真空・減圧乾燥等)により容易に除去可能な低沸点のものが好ましい。親水性有機溶媒の沸点としては、150℃以下、中でも120℃以下、特に100℃以下のものが好ましい。   In the method for producing silica according to the present invention, in order to obtain high-purity silica, it is necessary to remove the hydrophilic organic solvent in a drying step after removing water with the hydrophilic organic solvent. Therefore, as the hydrophilic organic solvent, those having a low boiling point that can be easily removed by drying (for example, heat drying, vacuum / vacuum drying, etc.) are preferable. The boiling point of the hydrophilic organic solvent is preferably 150 ° C. or lower, more preferably 120 ° C. or lower, and particularly preferably 100 ° C. or lower.

具体的な親水性有機溶媒としては、メタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、ジエチルケトン等のケトン類、アセトニトリルなどのニトリル類、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド等のアミド類、アルデヒド類、エーテル類等が挙げられる。中でも、アルコール類やケトン類が好ましく、特に、メタノール、エタノール、プロパノール等の低級アルコール類やアセトンが好ましい。本発明では、これら例示の親水性有機溶媒のうち、一種を単独で使用しても良く、二種以上を任意の組み合わせ及び任意の割合で混合して使用してもよい。   Specific examples of hydrophilic organic solvents include alcohols such as methanol, ethanol, propanol and butanol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and diethyl ketone, nitriles such as acetonitrile, amides such as formamide and dimethylformamide, and aldehydes. And ethers. Among these, alcohols and ketones are preferable, and lower alcohols such as methanol, ethanol, and propanol, and acetone are particularly preferable. In the present invention, among these exemplified hydrophilic organic solvents, one kind may be used alone, or two or more kinds may be used in an arbitrary combination and in an arbitrary ratio.

なお、水の除去が可能であれば、使用する親水性有機溶媒中に水が含まれていてもよい。もっとも、親水性有機溶媒における水分含有量は当然少ない方が好ましく、通常20重量%以下、中でも15重量%以下、更には10重量%以下、特に5重量%以下であることが好ましい。   If water can be removed, the hydrophilic organic solvent to be used may contain water. Of course, the water content in the hydrophilic organic solvent is preferably as low as possible, and is usually 20% by weight or less, preferably 15% by weight or less, more preferably 10% by weight or less, and particularly preferably 5% by weight or less.

本発明に於いて、上述の親水性有機溶媒による置換処理時の温度及び圧力は任意である。処理温度は、通常0℃以上、中でも10℃以上、通常100℃以下、中でも60℃以下とすることが好ましい。処理時の圧力は常圧、加圧、減圧のいずれでもよい。   In the present invention, the temperature and pressure during the substitution treatment with the above-described hydrophilic organic solvent are arbitrary. The treatment temperature is usually 0 ° C. or higher, preferably 10 ° C. or higher, usually 100 ° C. or lower, and preferably 60 ° C. or lower. The pressure during the treatment may be normal pressure, pressurization, or reduced pressure.

シリカスラリーと接触させる親水性有機溶媒の量は任意である。但し、用いる親水性有機溶媒の量が少な過ぎると水との置換進行速度が充分でなく、逆に多過ぎると水との置換効率は高まるが、親水性有機溶媒の使用量増加に見合う効果が頭打ちとなり、経済的に好ましくない。よって、用いる親水性有機溶媒の量は、シリカの嵩体積に対して通常0.5〜10容量倍である。この親水性有機溶媒による置換操作は、複数回繰り返して行なうと、水の置換がより確実となるので好ましい。   The amount of the hydrophilic organic solvent brought into contact with the silica slurry is arbitrary. However, if the amount of the hydrophilic organic solvent used is too small, the rate of progress of the substitution with water is not sufficient, and conversely if too large, the substitution efficiency with water increases, but there is an effect commensurate with the increase in the amount of use of the hydrophilic organic solvent. This is not economically favorable. Therefore, the amount of the hydrophilic organic solvent to be used is usually 0.5 to 10 times the volume of the bulk volume of silica. This replacement operation with a hydrophilic organic solvent is preferably repeated a plurality of times because water replacement is more reliable.

親水性有機溶媒とシリカスラリーとの接触方法は任意であり、例えば攪拌槽でシリカスラリーを攪拌しながら親水性有機溶媒を添加する方法や、シリカスラリーから濾別したシリカを充填塔に詰めて、この充填塔に親水性有機溶媒を通液する方法、また、親水性有機溶媒中にシリカを入れて浸漬し、静置する方法などが挙げられる。   The contact method of the hydrophilic organic solvent and the silica slurry is arbitrary, for example, a method of adding the hydrophilic organic solvent while stirring the silica slurry in a stirring tank, or packing the silica separated from the silica slurry into a packed tower, Examples thereof include a method in which a hydrophilic organic solvent is passed through the packed tower, a method in which silica is immersed in a hydrophilic organic solvent, and a method of allowing to stand.

親水性有機溶媒による置換操作の終了は、シリカスラリーの液体成分中の水分測定を行なって決定すればよい。例えば、定期的にシリカスラリーをサンプリングして水分測定を行ない、水分含有量が通常5重量%以下、好ましくは4重量%以下、さらに好ましくは3重量%以下となった点を終点とすればよい。水分の測定方法は任意であり、例えばカールフィッシャー法が挙げられる。   The completion of the replacement operation with the hydrophilic organic solvent may be determined by measuring the moisture in the liquid component of the silica slurry. For example, the silica slurry is periodically sampled to measure the water content, and the end point may be that the water content is usually 5% by weight or less, preferably 4% by weight or less, more preferably 3% by weight or less. . The method for measuring moisture is arbitrary, and for example, the Karl Fischer method can be mentioned.

親水性有機溶媒による置換操作の後、シリカと親水性有機溶媒とを分離し、乾燥することで、本発明のシリカを製造することが出来る。この際の分離法としては、従来公知の任意の固液分離方法を用いればよい。即ち、シリカ粒子のサイズに応じて、例えばデカンテーション、遠心分離、濾過等の方法を選択して固液分離すれば良い。これらの分離方法は、一種を単独で用いても良く、また二種以上を任意の組み合わせで用いてもよい。   After the substitution operation with the hydrophilic organic solvent, the silica of the present invention can be produced by separating the silica and the hydrophilic organic solvent and drying. As the separation method at this time, any conventionally known solid-liquid separation method may be used. That is, solid-liquid separation may be performed by selecting a method such as decantation, centrifugation, and filtration according to the size of the silica particles. One of these separation methods may be used alone, or two or more may be used in any combination.

得られたシリカは、通常40℃以上、好ましくは60℃以上、また、通常200℃以下、好ましくは120℃以下で乾燥する。乾燥方法は特に限定されるものではなく、バッチ式でも連続式でもよく、且つ、常圧でも減圧下でも乾燥することができる。中でも、真空乾燥を行なうことで、乾燥が迅速に行なえるのみならず、得られるシリカの細孔容積、比表面積が大きくなるので好ましい。   The obtained silica is usually dried at 40 ° C. or higher, preferably 60 ° C. or higher, and usually 200 ° C. or lower, preferably 120 ° C. or lower. The drying method is not particularly limited, and it may be a batch type or a continuous type, and can be dried under normal pressure or reduced pressure. Among these, vacuum drying is preferable because not only drying can be performed quickly, but also the pore volume and specific surface area of the resulting silica are increased.

必要に応じ、原料のシリコンアルコキシドに由来する炭素分が含まれている場合には、通常400〜600℃で焼成除去することができる。また、表面状態をコントロールするため最高900℃の温度で焼成することもある。更に、必要に応じて粉砕、分級することで、最終的に目的としていた本発明のシリカを得る。   If necessary, when a carbon component derived from the raw material silicon alkoxide is contained, it can be usually removed by baking at 400 to 600 ° C. Moreover, in order to control a surface state, it may bake at the temperature of a maximum of 900 degreeC. Furthermore, the final silica of the present invention is obtained by pulverizing and classifying as necessary.

[1−2]バインダ樹脂:
続いて、バインダ樹脂について説明する。
本発明のバインダ樹脂については特に制限は無く、公知のバインダ樹脂を任意に使用することができる。
バインダ樹脂の具体例としては、ニトロセルロース、酢酸セルロース、酪酢酸セルロース、エチルセルロース、ポリアミド樹脂、塩化ゴム、環化ゴム、ポリ塩化ビニル樹脂、塩化ビニル/酢酸ビニル共重合樹脂、エチレン/酢酸ビニル共重合樹脂、塩素化ポリプロピレン、もしくはアクリル樹脂等の熱可塑性樹脂、アルキド樹脂、アミノアルキド樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、フェノール樹脂、レゾルシノール樹脂、フラン樹脂、エポキシ樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリベンツイミダゾール、ポリベンゾチアゾールもしくはポリウレタン樹脂等の熱硬化性樹脂などが挙げられる。
[1-2] Binder resin:
Subsequently, the binder resin will be described.
There is no restriction | limiting in particular about the binder resin of this invention, A well-known binder resin can be used arbitrarily.
Specific examples of the binder resin include nitrocellulose, cellulose acetate, cellulose butyrate, ethyl cellulose, polyamide resin, chlorinated rubber, cyclized rubber, polyvinyl chloride resin, vinyl chloride / vinyl acetate copolymer resin, and ethylene / vinyl acetate copolymer. Resin, thermoplastic resin such as chlorinated polypropylene or acrylic resin, alkyd resin, amino alkyd resin, urea resin, melamine resin, phenol resin, resorcinol resin, furan resin, epoxy resin, unsaturated polyester resin, polyurethane resin, polyimide, Examples thereof include thermosetting resins such as polyamideimide, polybenzimidazole, polybenzothiazole, and polyurethane resin.

さらに、スチレンマレイン樹脂、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル樹脂、アクリル系樹脂、ポリウレタン系樹脂などの樹脂のほか、天然ゴム、再生ゴム、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ブチルゴム、ポリスルフィドゴム、シリコーンゴム、ポリウレタンゴム、ステレオゴム(合成天然ゴム)、エチレンプロピレンゴム、ブロックコポリマーゴム(SBS,SIS,SEBS等)などのゴムも、バインダ樹脂として使用することができる。
また、上記バインダ樹脂は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
In addition to resins such as styrene maleic resin, polyvinyl chloride, polyvinyl acetate resin, acrylic resin, polyurethane resin, natural rubber, recycled rubber, styrene-butadiene rubber, acrylonitrile-butadiene rubber, chloroprene rubber, butyl rubber, polysulfide Rubbers such as rubber, silicone rubber, polyurethane rubber, stereo rubber (synthetic natural rubber), ethylene propylene rubber, block copolymer rubber (SBS, SIS, SEBS, etc.) can also be used as the binder resin.
Moreover, the said binder resin may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

[1−3]組成:
本発明の組成物は、用途によって異なるが、本発明のシリカを通常10重量%以上、好ましくは20重量%以上、より好ましくは40重量%以上、また、通常90重量%以下、好ましくは80重量%以下、より好ましくは60重量%以下含有していることが好ましい。本発明のシリカの含有量がこの範囲よりも小さいと十分な断熱性を発揮することができない虞があり、また、この範囲よりも大きいとバインダ樹脂が本発明のシリカを保持しきれなくなる虞がある。
[1-3] Composition:
The composition of the present invention varies depending on the use, but the silica of the present invention is usually 10% by weight or more, preferably 20% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, and usually 90% by weight or less, preferably 80% by weight. % Or less, more preferably 60% by weight or less. If the content of the silica of the present invention is smaller than this range, there is a possibility that sufficient heat insulation cannot be exhibited, and if it is larger than this range, the binder resin may not be able to hold the silica of the present invention. is there.

また、本発明の組成物は、バインダ樹脂を、通常10重量%以上、好ましくは20重量%以上、より好ましくは40重量%以上、また、通常90重量%以下、好ましくは80重量%以下、より好ましくは60重量%以下含有していることが好ましい。バインダ樹脂の含有量がこの範囲よりも小さいと本発明のシリカを保持しきれなくなる虞があり、また、この範囲よりも大きいと十分な断熱性を発揮することができない虞がある。   In the composition of the present invention, the binder resin is usually 10% by weight or more, preferably 20% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, and usually 90% by weight or less, preferably 80% by weight or less. Preferably it is contained in 60% by weight or less. If the content of the binder resin is smaller than this range, the silica of the present invention may not be retained, and if it is larger than this range, sufficient heat insulating properties may not be exhibited.

さらに、本発明の組成物中において、本発明のシリカとバインダ樹脂との比(シリカ/バインダ樹脂)は、重量比で、通常0.1以上、好ましくは0.5以上、より好ましくは0.8以上、また、通常10以下、好ましくは8以下、より好ましくは5以下である。上記の比がこの範囲よりも小さいと十分な断熱性を発揮することができない虞があり、また、この範囲よりも大きいとバインダ樹脂が本発明のシリカを保持しきれなくなる虞がある。   Further, in the composition of the present invention, the ratio of the silica of the present invention to the binder resin (silica / binder resin) is usually 0.1 or more, preferably 0.5 or more, and more preferably 0.00 by weight ratio. It is 8 or more, usually 10 or less, preferably 8 or less, more preferably 5 or less. If the ratio is smaller than this range, sufficient heat insulation may not be exhibited, and if the ratio is larger than this range, the binder resin may not be able to hold the silica of the present invention.

本発明の組成物は、上述したように、本発明のシリカ及びバインダ樹脂を含んでいるため、本発明のシリカに形成された大きな細孔を内部に多数含むこととなる。加えて、本発明のシリカ自体が非晶質であるために高い断熱性を有しているので、本発明の組成物は高い断熱性を奏することができる。   As described above, since the composition of the present invention contains the silica and binder resin of the present invention, the composition contains a large number of large pores formed in the silica of the present invention. In addition, since the silica of the present invention is amorphous, the composition of the present invention can exhibit high heat insulation because it has high heat insulation.

さらに、本発明のシリカの細孔径分布がシャープな均一な構造となっているため、本発明のシリカは均一な強度を有しており、したがって、本発明の組成物は高い耐久性を有し、安定して高い断熱性を奏することができる。   Furthermore, since the pore diameter distribution of the silica of the present invention has a sharp and uniform structure, the silica of the present invention has a uniform strength, and therefore the composition of the present invention has high durability. , Stable and high heat insulation can be achieved.

なお、本発明の組成物は、本発明のシリカ及びバインダ樹脂の他に、公知の物質を含有させて断熱性の他の機能を付与し、複合的な機能性組成物とすることもできる。具体的には、耐薬品性、消臭性、耐摩耗性、耐候性、抗菌性などを付与する場合が挙げられる。   In addition to the silica and binder resin of the present invention, the composition of the present invention can be made into a composite functional composition by adding a known function by adding a known substance. Specifically, there are cases where chemical resistance, deodorant properties, abrasion resistance, weather resistance, antibacterial properties and the like are imparted.

[1−4]組成物の用途:
本発明の組成物の用途は任意であるが、例えば、成型体に成型して用いたり、また、溶剤とともに塗料として用いたりすることができる。
以下、本発明の組成物の用途の例として、成型体及び塗料について説明する。
[1-4] Use of composition:
The use of the composition of the present invention is optional, but for example, it can be used by molding into a molded body, or it can be used as a paint together with a solvent.
Hereinafter, a molded object and a coating material are demonstrated as an example of the use of the composition of this invention.

[2]成型体:
本発明の組成物は、任意の形状に成型することにより、断熱性を備えた成型体(以下適宜、「本発明の成型体」という)として用いることができる。
成型の方法は任意であるが、例えば、プレス成型、押し出し成型(T−ダイ押出、インフレーション押出、ブロー成型、溶融紡糸、異型押出等)、射出成型などを行なうことにより成型することができる。また、例えば二色成型、インジェクションブロー成型法などを行なってもよく、これらにより、寸法精度の良好な成型品を得ることができる。
[2] Molded body:
The composition of the present invention can be used as a molded body having heat insulating properties (hereinafter, appropriately referred to as “the molded body of the present invention”) by molding into a desired shape.
The molding method is arbitrary, but for example, it can be molded by performing press molding, extrusion molding (T-die extrusion, inflation extrusion, blow molding, melt spinning, profile extrusion, etc.), injection molding, or the like. Further, for example, two-color molding, injection blow molding, or the like may be performed, and by these, a molded product with good dimensional accuracy can be obtained.

また、本発明の組成物をそのまま成型してもよいが、成型体の用途等によっては、本発明の組成物に可塑剤、安定剤、界面活性剤、架橋性物質、充填剤、着色剤、補強材としての繊維(ガラス繊維、炭素繊維など)等のその他の成分を適当量配合した上で、これを成型体とすることもできる。   In addition, the composition of the present invention may be molded as it is, but depending on the usage of the molded body, the composition of the present invention may be added with a plasticizer, a stabilizer, a surfactant, a crosslinkable substance, a filler, a colorant, After blending an appropriate amount of other components such as fibers (glass fiber, carbon fiber, etc.) as a reinforcing material, this can be used as a molded body.

本発明の成型体の形状は任意であり、例えば、平板状、シート状、ブロック状、パイプ状などの形状に成型して用いることができる。
さらに、本発明の成型体には、必要に応じて各種の処理、例えば、熱処理、冷却処理、圧延処理、印刷処理、ドライラミネート処理、溶液又は溶融コート処理、製袋加工、深しぼり加工、箱加工、チューブ加工、スプリット加工等を施すことができる。
The shape of the molded body of the present invention is arbitrary, and for example, it can be molded into a shape such as a flat plate shape, a sheet shape, a block shape, or a pipe shape.
Further, the molded body of the present invention may be subjected to various treatments as necessary, for example, heat treatment, cooling treatment, rolling treatment, printing treatment, dry lamination treatment, solution or melt coating treatment, bag making processing, deep drawing processing, box Processing, tube processing, split processing, etc. can be performed.

なお、本発明の組成物を用いて層状の成型体とする場合、本発明の組成物を含有する層のみからなる単層構造物として構成してもよく、本発明の組成物を含有する層を含む複数の層からなる積層構造物として構成してもよい。   In addition, when using the composition of this invention as a layered molded object, you may comprise as a single | mono layer structure which consists only of the layer containing the composition of this invention, and the layer containing the composition of this invention You may comprise as a laminated structure which consists of a several layer containing.

積層構造物を製造するには、例えば、本発明の組成物を含有する層の片面又は両面に他の材料からなる層をラミネートすればよい。ラミネート方法としては例えば本発明の組成物のフイルム、シートに他の樹脂などを溶融押出する方法、逆に他の樹脂などからなる基材に本発明の組成物を溶融押出する方法、本発明の組成物と他の樹脂とを共押出する方法、更には本発明の組成物のフイルム、シートと他の基材のフイルム、シートとを有機チタン化合物、イソシアネート化合物、ポリエステル系化合物等の公知の接着剤を用いてラミネートする方法等が挙げられる。なお、本発明に言うフイルムとは、シート、テープ、管、容器等の形態を含む広義のフイルムを意味する。   In order to produce a laminated structure, for example, a layer made of another material may be laminated on one side or both sides of a layer containing the composition of the present invention. As a laminating method, for example, a film of the composition of the present invention, a method of melt-extruding other resin or the like on a sheet, a method of melt-extruding the composition of the present invention on a substrate made of other resin, A method of co-extrusion of the composition and another resin, and further, a known adhesive such as an organic titanium compound, an isocyanate compound, a polyester compound, and the like. And a method of laminating using an agent. In addition, the film said to this invention means the film in a broad sense including forms, such as a sheet | seat, a tape, a pipe | tube, and a container.

[2−2]成型体の組成:
本発明の成型体中における本発明のシリカの比率は、通常10重量%以上、好ましくは20重量%以上、より好ましくは40重量%以上、また、通常90重量%以下、好ましくは80重量%以下、より好ましくは60重量%以下とすることが望ましい。本発明のシリカの含有率がこの範囲よりも小さいと十分な断熱性を発揮することができない虞があり、また、この範囲よりも大きいとバインダ樹脂が本発明のシリカを保持しきれなくなる虞がある。
[2-2] Composition of molded body:
The ratio of the silica of the present invention in the molded body of the present invention is usually 10% by weight or more, preferably 20% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, and usually 90% by weight or less, preferably 80% by weight or less. More preferably, it is desired to be 60% by weight or less. If the content of the silica of the present invention is smaller than this range, there is a possibility that sufficient heat insulation cannot be exhibited, and if it is larger than this range, the binder resin may not be able to hold the silica of the present invention. is there.

また、本発明の成型体中におけるバインダ樹脂の比率は、通常10重量%以上、好ましくは20重量%以上、より好ましくは40重量%以上、また、通常90重量%以下、好ましくは80重量%以下、より好ましくは60重量%以下とすることが望ましい。バインダ樹脂の含有率がこの範囲よりも小さいと本発明のシリカを保持しきれなくなる虞があり、また、この範囲よりも大きいと十分な断熱性を発揮することができない虞がある。   The ratio of the binder resin in the molded body of the present invention is usually 10% by weight or more, preferably 20% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, and usually 90% by weight or less, preferably 80% by weight or less. More preferably, it is desired to be 60% by weight or less. If the content of the binder resin is smaller than this range, the silica of the present invention may not be retained, and if it is larger than this range, sufficient heat insulating properties may not be exhibited.

さらに、本発明の成型体中において、本発明のシリカとバインダ樹脂との比(シリカ/バインダ樹脂)は、重量比で、通常0.1以上、好ましくは0.5以上、より好ましくは0.8以上、また、通常10以下、好ましくは5以下、より好ましくは2以下である。上記の比がこの範囲よりも小さいと十分な断熱性を発揮することができない虞があり、また、この範囲よりも大きいとバインダ樹脂が本発明のシリカを保持しきれなくなる虞がある。   Further, in the molded article of the present invention, the ratio of the silica of the present invention to the binder resin (silica / binder resin) is usually 0.1 or more, preferably 0.5 or more, and more preferably 0.00 by weight ratio. It is 8 or more, usually 10 or less, preferably 5 or less, more preferably 2 or less. If the ratio is smaller than this range, sufficient heat insulation may not be exhibited, and if the ratio is larger than this range, the binder resin may not be able to hold the silica of the present invention.

以上説明した本発明の成型体は、高い断熱性を有する。また、優れた耐久性や耐水性を有するシリカを用いているので、この性質を損なわないようにバインダ樹脂やその他併用する成分の種類を適切に選択すれば、高い耐久性や耐水性をも備えさせることができる。よって、本発明の成型体は、優れた断熱材として用いることができる。具体的には、パーソナルコンピュータなどの電子機器、冷蔵庫などの家庭用電器、車両や船舶などの輸送機器、家屋や工場などの建築物など、様々な場所に用いることができる。   The molded body of the present invention described above has high heat insulating properties. In addition, since silica with excellent durability and water resistance is used, high durability and water resistance can be achieved by appropriately selecting the binder resin and other components to be used in combination so as not to impair this property. Can be made. Therefore, the molded body of the present invention can be used as an excellent heat insulating material. Specifically, it can be used in various places such as electronic devices such as personal computers, household electrical appliances such as refrigerators, transportation equipment such as vehicles and ships, and buildings such as houses and factories.

[3]塗料:
本発明の組成物は、溶剤に溶解又は分散させることによって、断熱性を備えた塗料(以下適宜、「本発明の塗料」という)として用いることも可能である。
以下、本発明の塗料について説明する。
[3] Paint:
The composition of the present invention can also be used as a paint having heat insulating properties (hereinafter appropriately referred to as “the paint of the present invention”) by dissolving or dispersing in a solvent.
Hereinafter, the paint of the present invention will be described.

本発明の塗料は、本発明の組成物と溶剤とを含有する。具体的には、本発明の組成物の成分である上述のシリカ(本発明のシリカ)とバインダ樹脂とが、溶剤に溶解又は分散されたものである。なお、その配合の順序は特に制限されず、シリカとバインダ樹脂とを先に混合して組成物(本発明の組成物)としてから溶媒に溶解又は分散させてもよく、シリカとバインダ樹脂とを別々に溶剤に溶解又は分散させてもよい。何れの順序で配合するにせよ、最終的に得られる塗料が、本発明の組成物の成分であるシリカ及びバインダ樹脂を、溶剤中に溶解又は分散された状態で含有していればよい。   The paint of the present invention contains the composition of the present invention and a solvent. Specifically, the above-described silica (silica of the present invention) and binder resin, which are components of the composition of the present invention, are dissolved or dispersed in a solvent. The order of blending is not particularly limited, and the silica and binder resin may be mixed first to form a composition (composition of the present invention) and then dissolved or dispersed in a solvent. You may melt | dissolve or disperse | distribute to a solvent separately. Regardless of the order of blending, it is sufficient that the finally obtained coating material contains silica and binder resin, which are components of the composition of the present invention, in a state dissolved or dispersed in a solvent.

[3−1]溶剤:
溶剤としては、上述のバインダ樹脂及び本発明のシリカを溶解又は分散させることができるものであれば、その種類に他に制限はないが、塗布や含浸を行なう際にその対象を損なうことなく、且つ、乾燥や加熱などによって簡単に除去できるものが好ましい。なお、ここでいう溶剤としては、水系エマルジョンにおける分散剤としての水も含む。
[3-1] Solvent:
As the solvent, as long as it can dissolve or disperse the above-described binder resin and the silica of the present invention, there is no other limitation on the type thereof, without damaging the target when performing coating or impregnation, And what can be easily removed by drying or heating is preferred. In addition, as a solvent here, the water as a dispersing agent in aqueous emulsion is also included.

使用できる溶剤の具体例としては、例えば、ネオペンタン、n−ヘキサン、n−ヘプタン等の鎖状炭化水素、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素、トリクロロエチレン、パークロロエチレン等のハロゲン化炭化水素、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール等のアルコール類、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等のケトン類、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等のエステル類、セロソブル、ブチルソルブなどのエーテル類、水などが挙げられる。
上記溶剤は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
Specific examples of the solvent that can be used include, for example, chain hydrocarbons such as neopentane, n-hexane and n-heptane, aromatic hydrocarbons such as toluene and xylene, halogenated hydrocarbons such as trichloroethylene and perchloroethylene, and methanol. Alcohols such as ethanol, isopropanol and n-butanol, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, esters such as ethyl acetate and n-butyl acetate, ethers such as cellosolve and butyl sorb, water, etc. .
The said solvent may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

[3−2]塗料の組成:
本発明の塗料中における本発明のシリカの比率は、通常3重量%以上、好ましくは5重量%以上、より好ましくは10重量%以上、また、通常40重量%以下、好ましくは30重量%以下、より好ましくは25重量%以下とする。本発明のシリカの含有率がこの範囲よりも小さいと、塗料が塗布後に十分な断熱性を発揮できない虞があり、また、この範囲よりも大きいと組成物の塗布性が低下する虞があるためである。
[3-2] Composition of paint:
The ratio of the silica of the present invention in the paint of the present invention is usually 3% by weight or more, preferably 5% by weight or more, more preferably 10% by weight or more, and usually 40% by weight or less, preferably 30% by weight or less, More preferably, it is 25% by weight or less. If the silica content of the present invention is less than this range, the paint may not exhibit sufficient heat insulation after application, and if it exceeds this range, the applicability of the composition may be reduced. It is.

また、本発明の塗料中における上記バインダ樹脂の比率は、通常5重量%以上、好ましくは10重量%以上、より好ましくは15重量%以上、また、通常50重量%以下、好ましくは40重量%以下、より好ましくは30重量%以下とする。バインダ樹脂の含有率がこの範囲よりも小さいと、塗料の接着性が低下する虞があり、また、この範囲よりも大きいと、塗料の塗布後の断熱性が低下する虞があるためである。   The ratio of the binder resin in the paint of the present invention is usually 5% by weight or more, preferably 10% by weight or more, more preferably 15% by weight or more, and usually 50% by weight or less, preferably 40% by weight or less. More preferably, the content is 30% by weight or less. This is because if the binder resin content is less than this range, the adhesion of the paint may be reduced, and if it is greater than this range, the heat insulation after application of the paint may be reduced.

さらに、本発明の塗料中における上記溶剤の比率は、通常20重量%以上、好ましくは30重量%以上、より好ましくは40重量%以上、また、通常90重量%以下、好ましくは80重量%以下、より好ましくは70重量%以下とする。溶剤の含有率がこの範囲よりも小さいと、塗料の塗布性が低下する虞があり、また、この範囲よりも大きいと、塗料に含まれるシリカやバインダ樹脂の量が小さくなりすぎ、また、乾燥に時間がかかり作業性が悪化する虞があるためである。   Furthermore, the ratio of the solvent in the paint of the present invention is usually 20% by weight or more, preferably 30% by weight or more, more preferably 40% by weight or more, and usually 90% by weight or less, preferably 80% by weight or less, More preferably, it is 70 wt% or less. If the solvent content is lower than this range, the coating property of the paint may be lowered. If the solvent content is higher than this range, the amount of silica or binder resin contained in the paint will be too small, and drying may be caused. This is because it takes a long time and the workability may be deteriorated.

また、本発明の塗料中における、本発明のシリカとバインダ樹脂との比(シリカ/バインダ樹脂)は、重量比で、通常0.1以上、好ましくは0.5以上、より好ましくは0.8以上、また、通常10以下、好ましくは8以下、より好ましくは5以下とする。上記の比がこの範囲よりも小さいと、十分な断熱性を発揮することができない虞があり、また、この範囲よりも大きいと、塗料が乾燥した際にバインダ樹脂が本発明のシリカを保持しきれなくなる虞がある。   Further, the ratio of the silica of the present invention to the binder resin (silica / binder resin) in the paint of the present invention is usually 0.1 or more, preferably 0.5 or more, more preferably 0.8 by weight ratio. In addition, it is usually 10 or less, preferably 8 or less, more preferably 5 or less. If the above ratio is smaller than this range, there is a possibility that sufficient heat insulating properties cannot be exhibited. If it is larger than this range, the binder resin retains the silica of the present invention when the paint is dried. There is a risk of being unable to understand.

[3−3]塗料中のその他の成分:
本発明の塗料には、本発明の組成物と溶剤との他、別の物質を含有させても良い。
例えば、本発明の塗料を着色するために色材を混合させても良い。色材としては、公知の各種色材を任意に選択して用いることができ、例えば、無機顔料、有機顔料、及び染料などを用いることができる。
[3-3] Other components in the paint:
In addition to the composition and solvent of the present invention, the paint of the present invention may contain other substances.
For example, you may mix a coloring material in order to color the coating material of this invention. As the color material, various known color materials can be arbitrarily selected and used. For example, inorganic pigments, organic pigments, dyes, and the like can be used.

無機顔料の具体例としては、クレー、硫酸バリウム、炭酸カルシウム、雲母、雲母状酸化鉄、黄土などの天然無機顔料や、鉛白、鉛丹、黄鉛、銀朱、群青、紺青、酸化コバルト、二酸化チタン、二酸化チタン被覆雲母、ストロンチウムクロメート、チタニウムイエロー、チタンブラック、カーボンブラック、グラファイト、ジンククロメート、鉄黒、モリブデン赤、モリブデンホワイト、リサージ、リトポンなどの合成無機顔料や、アルミニウム、金、銀、銅、亜鉛、鉄などの金属類が挙げられる。   Specific examples of inorganic pigments include natural inorganic pigments such as clay, barium sulfate, calcium carbonate, mica, mica-like iron oxide, ocher, lead white, red lead, yellow lead, silver vermilion, ultramarine, bitumen, cobalt oxide, Synthetic inorganic pigments such as titanium, titanium dioxide coated mica, strontium chromate, titanium yellow, titanium black, carbon black, graphite, zinc chromate, iron black, molybdenum red, molybdenum white, risurge, lithopone, aluminum, gold, silver, copper , Metals such as zinc and iron.

また、有機顔料の具体例としては、染料を体質顔料に染め付けて沈殿剤でレーキとした染色レーキ、溶性アゾ、不溶性アゾ、縮合アゾ等のアゾ系顔料、フタロシアニン系顔料、ニトロソ系顔料、ニトロ系顔料、塩基性染料系顔料、酸性染料系顔料、建染染料系顔料、媒染染料系顔料などが挙げられる。   Specific examples of organic pigments include dye lakes dyed on extender pigments and raked with a precipitant, azo pigments such as soluble azo, insoluble azo, condensed azo, phthalocyanine pigments, nitroso pigments, nitro pigments Examples thereof include pigments, basic dye pigments, acid dye pigments, vat dye pigments, and mordant dye pigments.

また、その他使用できる色材の例としては、粒状物、砂状物、粉状物の、ガラス、アイオノマー、AS、ABS、エチレン−塩化ビニルコポリマー、エチレン−酢酸ビニルコポリマー、ポリアミド、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ塩化ビニリデン、ポリ塩化ビニル、ポリカーボネート、ポリ酢酸ビニル、ポリスチレン、ポリブタジエン、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂(プラスチック)、エポキシ樹脂、キシレン樹脂、フェノール樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、ポリイミド、ポリウレタン、マレイン酸樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂等の熱硬化性樹脂が挙げられ、これらは着色物、非着色物を問わない。
また、上記の色材は1種を単独で用いてもよく、2種以上を任意の組み合わせ及び比率で併用しても良い。
Examples of other color materials that can be used include granular, sandy, and powdery materials such as glass, ionomer, AS, ABS, ethylene-vinyl chloride copolymer, ethylene-vinyl acetate copolymer, polyamide, polyethylene, and polyethylene terephthalate. , Polyvinylidene chloride, polyvinyl chloride, polycarbonate, polyvinyl acetate, polystyrene, polybutadiene, polypropylene and other thermoplastic resins (plastics), epoxy resins, xylene resins, phenolic resins, unsaturated polyester resins, polyimides, polyurethanes, maleic acid resins And thermosetting resins such as melamine resin and urea resin, which may be colored or non-colored.
Moreover, said color material may be used individually by 1 type, and may use 2 or more types together by arbitrary combinations and a ratio.

さらに、本発明の塗料には、適宜、添加剤を混合させてもよい。用いる添加剤には特に制限はないが、例えば、各種の可塑剤、硬化剤、顔料分散剤、乳化剤、乾燥剤、消泡剤、防腐剤、凍結防止剤、増粘剤などを挙げることができる。   Furthermore, you may mix an additive with the coating material of this invention suitably. The additive to be used is not particularly limited, and examples thereof include various plasticizers, curing agents, pigment dispersants, emulsifiers, drying agents, antifoaming agents, antiseptics, antifreezing agents, and thickeners. .

[3−4]塗料の性質:
上述した本発明の塗料は、本発明の組成物の成分であるシリカとバインダ樹脂とを含んでいるため、それを塗布して得られた塗膜は、本発明の組成物からなる(又は本発明の組成物を含有する)層を形成する。したがって、本発明の塗料を塗布した塗膜は、高い断熱性を奏するとともに、温度上昇が抑えられるため、塗膜の剥離、色材の劣化などを防ぐことができ、耐久性、耐候性にも優れる。また、塗布対象を大きな細孔容積を有するシリカで覆った構造になるため、防水性、防音性などにも優れた物性を示す。
[3-4] Properties of paint:
Since the above-described coating material of the present invention contains silica and binder resin, which are the components of the composition of the present invention, the coating film obtained by applying the same comprises the composition of the present invention (or the present invention). Forming a layer containing the composition of the invention. Therefore, the coating film to which the coating material of the present invention is applied exhibits high heat insulating properties and suppresses the temperature rise, so that peeling of the coating film and deterioration of the coloring material can be prevented, and durability and weather resistance are also improved. Excellent. In addition, since the coating target is covered with silica having a large pore volume, it exhibits excellent physical properties such as waterproofness and soundproofing.

ところで、本発明の塗料においては、本発明のシリカの細孔にバインダ樹脂が浸入し、細孔を埋めると、塗料の断熱性が低下する虞がある。したがって、バインダ樹脂が本発明のシリカの細孔を埋めないようにすることが好ましい。そのためには、例えば、以下の手法が挙げられる。   By the way, in the coating material of the present invention, when the binder resin enters the pores of the silica of the present invention and fills the pores, there is a possibility that the heat insulating property of the coating material is lowered. Therefore, it is preferable that the binder resin does not fill the pores of the silica of the present invention. For this purpose, for example, the following method can be cited.

例えば、本発明のシリカの細孔に浸入し難い性質を有するバインダ樹脂及び溶剤を選択する。この様な性質を有するバインダ樹脂及び溶剤としては、例えば、本発明のシリカに対して大きい接触角を有するものが挙げられる。   For example, a binder resin and a solvent having properties that do not easily enter the pores of the silica of the present invention are selected. Examples of the binder resin and solvent having such properties include those having a large contact angle with respect to the silica of the present invention.

また、例えば、バインダ樹脂を、上記細孔径よりも大きい径を有する状態で溶剤中に分散させるようにすることが好ましい。即ち、バインダ樹脂として溶剤に不溶なものを選択し、且つ、バインダ樹脂が本発明のシリカの細孔径よりも大きい径を有する凝集体となるようにする。具体的には、バインダ樹脂が、溶剤中で本発明のシリカの細孔よりも大きい径を有するコロイドや粒子などになるように、本発明の塗料を分散系にすることが挙げられる。   For example, it is preferable to disperse the binder resin in the solvent in a state having a diameter larger than the pore diameter. That is, a binder resin that is insoluble in a solvent is selected, and the binder resin becomes an aggregate having a diameter larger than the pore diameter of the silica of the present invention. Specifically, the coating material of the present invention may be dispersed so that the binder resin becomes a colloid or particle having a diameter larger than the pores of the silica of the present invention in a solvent.

[3−5]塗料の使用方法:
本発明の塗料は、種々の対象に対して使用することが可能であり、その使用方法も任意である。具体例としては、適用対象となる基材に塗布したり、本発明の塗料の層を別途作製してその層を適用対象の表面に設置したりすることなどが挙げられる。
[3-5] How to use paint:
The paint of the present invention can be used for various objects, and the method of use is also arbitrary. Specific examples include applying to a base material to be applied, or separately preparing a layer of the paint of the present invention and placing the layer on the surface of the application target.

本発明の塗料の適用対象となる基材については特に制限はなく、任意のものを基材として本発明の塗料を塗布することができる。基材の具体例としては、紙、プラスチック、木材、コンクリート、金属等を素材とするフィルム、シート、板材などが挙げられる。   There is no restriction | limiting in particular about the base material used as the application object of the coating material of this invention, The coating material of this invention can be apply | coated using arbitrary things as a base material. Specific examples of the substrate include films, sheets, and plate materials made of paper, plastic, wood, concrete, metal, and the like.

使用方法としては、例えば、塗布対象である基材に本発明の塗料を塗布し、乾燥させて、基材表面に塗膜を形成させる方法が挙げられる。形成された塗膜は本発明のシリカとバインダ樹脂とを含有した、本発明の組成物の層であり、高い断熱性を有するので、塗膜が形成された基材は高い断熱性能を獲得することができる。   Examples of the method of use include a method in which the coating material of the present invention is applied to a substrate to be coated and dried to form a coating film on the substrate surface. The formed coating film is a layer of the composition of the present invention containing the silica of the present invention and a binder resin, and has high heat insulating properties, so that the substrate on which the coating film is formed acquires high heat insulating performance. be able to.

ここで、塗布方法については特に制限はなく、通常用いられる方法を任意に用いることができる。具体例としては、ハケ塗り、スプレー、静電塗装、ロールコーティング、ディップコーティング、バーコーティングなどが挙げられる。なお、これらの塗布方法は適宜組み合わせて行なってもよい。   Here, there is no restriction | limiting in particular about the application | coating method, The method used normally can be used arbitrarily. Specific examples include brush coating, spraying, electrostatic coating, roll coating, dip coating, and bar coating. In addition, you may perform these application | coating methods combining suitably.

また、塗布後に本発明の塗料を乾燥させる方法についても特に制限は無く、任意の手法を用いることができる。例えば、本発明の塗料の性質に応じて適宜、自然乾燥、焼き付け、紫外線照射、電子線照射等の方法を用いればよい。なお、これらの乾燥方法は適宜組み合わせて行なってもよい。   Moreover, there is no restriction | limiting in particular about the method of drying the coating material of this invention after application | coating, Arbitrary methods can be used. For example, methods such as natural drying, baking, ultraviolet irradiation, and electron beam irradiation may be used as appropriate according to the properties of the paint of the present invention. These drying methods may be combined appropriately.

使用方法の別の例としては、含浸性の部材(以下適宜、「含浸性部材」という)に本発明の塗料を含浸・固化させ、その含浸性部材を塗装対象である基材の表面に設置するようにしてもよい。なお、本発明の塗料を含浸・固化させた上記の含浸性部材は、本発明の組成物を成型したものとなり、本発明の成型体に該当するものである。   As another example of the usage method, the impregnating member (hereinafter referred to as “impregnating member” as appropriate) is impregnated and solidified with the paint of the present invention, and the impregnating member is placed on the surface of the substrate to be coated. You may make it do. The above impregnating member impregnated and solidified with the paint of the present invention is obtained by molding the composition of the present invention and corresponds to the molded article of the present invention.

本発明の塗料を含浸させる含浸性部材は任意であり、その素材や形状は用途に応じて任意に選択することができる。その具体例としては、天然繊維、合成繊維、ロックウール、ガラス繊維、炭素繊維等を素材とするフェルト、不織布、布材、紙、セラミックスシート等が挙げられる。なお、ここでいう含浸性部材は、本発明の組成物を含浸させた際にその全部に含浸せず、一部に含浸するものも含む。例えば、含浸性部材の厚みの一側から含浸を行なった場合に他側を含浸させないことにより、その含浸性部材の一側と他側とで性質の違い(接着しやすさなど)を生じさせ、この違いを利用する(他側を接着面する、など)ことなどを行なってもよい。   The impregnating member impregnated with the coating material of the present invention is arbitrary, and the material and shape thereof can be arbitrarily selected according to the application. Specific examples thereof include felts, non-woven fabrics, cloth materials, papers, and ceramic sheets made of natural fibers, synthetic fibers, rock wool, glass fibers, carbon fibers and the like. In addition, the impregnating member here includes not only impregnating all but impregnating part of the composition of the present invention. For example, when impregnation is performed from one side of the thickness of the impregnating member, the other side is not impregnated, thereby causing a difference in properties (e.g., adhesion) between the one side of the impregnating member and the other side. This difference may be used (such as bonding the other side).

含浸方法について特に制限はなく、任意の方法によって含浸を行なえばよい。その例を挙げると、本発明の塗料を満たした槽の中に含浸性部材を浸す方法(いわゆるディッピング)や、公知の塗布手段により含浸性部材の片側もしくは両側から塗布する方法が挙げられる。本発明の塗料が十分浸透してから、余剰分をサクションドクター、ドクターロール、もしくは丸棒にワイヤーを巻き付けたワイヤーバー等の適宜なかき取り装置または除去装置によってかき取るか、または除去するかを行ない、所定の量の本発明の組成物を含浸性部材に含浸させる。なお、これらの含浸方法は適宜組み合わせて行なってもよい。   There is no particular limitation on the impregnation method, and the impregnation may be performed by any method. For example, there are a method of immersing the impregnating member in a tank filled with the paint of the present invention (so-called dipping) and a method of applying from one or both sides of the impregnating member by a known application means. After the coating material of the present invention has sufficiently penetrated, whether the surplus is scraped or removed by a suitable scraping device or removal device such as a suction doctor, a doctor roll, or a wire bar in which a wire is wound around a round bar. Then, the impregnating member is impregnated with a predetermined amount of the composition of the present invention. These impregnation methods may be combined as appropriate.

含浸後、含浸性部材を乾燥させて溶剤を除去し、含浸性部材を基材に設置する。これによって、基材表面に本発明のシリカとバインダ樹脂とを含む断熱性層を形成することができ、基材は高い断熱性能を獲得することができる。   After impregnation, the impregnating member is dried to remove the solvent, and the impregnating member is placed on the substrate. Thereby, the heat insulation layer containing the silica of this invention and binder resin can be formed in the base-material surface, and a base material can acquire high heat insulation performance.

また、本発明の塗料を用いて基材に塗膜を形成したり断熱性層を設置したりする場合には、他の塗膜や層と組み合わせて実施することもできる。具体例としては、プライマ層や化粧コートなどと組み合わせることができる。   Moreover, when forming a coating film in a base material using the coating material of this invention, or installing a heat insulation layer, it can also implement in combination with another coating film or layer. As a specific example, it can be combined with a primer layer or a makeup coat.

プライマ層は、基材と本発明の塗料の塗膜との間に形成される層で、基材の種類や本発明の組成物の性質などに応じた適当な素材からなる層である。プライマ層を形成することにより、例えば、本発明の塗料の塗膜が基材に接着する接着力を向上させて製品の耐久性を向上させたり、基材表面の平滑性を向上させ本発明の組成物の塗膜を均一に形成したりするのに効果がある。また、基材が金属からなる場合には適当なプライマ層を形成することによってさび防止の効果を得ることもできる。   The primer layer is a layer formed between the base material and the coating film of the coating material of the present invention, and is a layer made of an appropriate material according to the kind of the base material and the properties of the composition of the present invention. By forming the primer layer, for example, the adhesion of the paint film of the present invention to the base material is improved to improve the durability of the product, or the smoothness of the base material surface is improved. It is effective in forming a uniform coating film of the composition. Moreover, when a base material consists of metals, the effect of rust prevention can also be acquired by forming a suitable primer layer.

化粧コートは、通常は本発明の塗料の塗膜の外側に形成される層で、基材のデザイン性(意匠性)を高めるために形成される層である。化粧の施しかたには、着色、印刷、エンボス、またはワイピング塗装等の手法があり、これらの化粧の手法は、適宜に二つ以上を組合わせて、適用することもできる。また、化粧を施した最表面には、透明樹脂塗料 の塗付、もしくは透明樹脂シートのラミネート等により、透明樹脂保護層を形成してもよい。ただし、本発明の塗料が色材を含む場合は、化粧コートを用いる代わりに本発明の塗料自体を描画等に用いてデザイン性を高めることも可能である。   The decorative coat is a layer that is usually formed on the outside of the coating film of the paint of the present invention, and is a layer that is formed in order to improve the designability (designability) of the substrate. As a method of applying makeup, there are methods such as coloring, printing, embossing, and wiping coating. These makeup methods can be applied by combining two or more appropriately. Further, a transparent resin protective layer may be formed on the outermost surface subjected to makeup by applying a transparent resin paint or laminating a transparent resin sheet. However, when the paint of the present invention contains a color material, it is possible to improve the design by using the paint of the present invention for drawing or the like instead of using a cosmetic coat.

なお、これらのプライマ層、化粧コート、透明樹脂保護層などは、基材や塗膜、断熱性層などに直接形成させるほか、適宜な紙やプラスチックシート等の別の部材に施して、基材や塗膜、断熱性層などとは別体のシートとして作成したものを設置するようにしてもよい。さらに、基材、プライマ層、断熱性層、塗膜、化粧コート、透明樹脂保護層などの間には、それぞれ接着剤層或いは粘着材層を設けても良い。   In addition, these primer layers, decorative coats, transparent resin protective layers, etc. are formed directly on the base material, coating film, heat insulating layer, etc., and are applied to another member such as appropriate paper or plastic sheet to form the base material. You may make it install what was created as a sheet | seat separate from a coating film, a heat insulation layer, etc. Further, an adhesive layer or a pressure-sensitive adhesive layer may be provided between the substrate, the primer layer, the heat insulating layer, the coating film, the decorative coat, the transparent resin protective layer, and the like.

[4]その他:
以上、本発明について詳細に説明したが、本発明は上記の説明に制限されるものではなく、適宜変形して実施することができる。
例えば、本発明の断熱性樹脂組成物の使用形態は上述の成型体及び塗料に制限されるものではなく、その他の形態で用いることも勿論可能である。
[4] Other:
Although the present invention has been described in detail above, the present invention is not limited to the above description and can be implemented with appropriate modifications.
For example, the usage form of the heat-insulating resin composition of the present invention is not limited to the above-described molded body and paint, and can of course be used in other forms.

本発明の断熱性樹脂組成物、断熱性塗料、及び断熱性成型体は、例えば家、工場などの建築物や、あるいは冷蔵庫、貯蔵タンク、電車、飛行機、車、船などの構造物の屋根、天井、外壁、内壁などの断熱性を高めるために用いて好適である。   The heat insulating resin composition, the heat insulating paint, and the heat insulating molded body of the present invention are, for example, buildings such as houses and factories, or roofs of structures such as refrigerators, storage tanks, trains, airplanes, cars, and ships, It is suitable for use to enhance the heat insulation properties of the ceiling, outer wall, inner wall and the like.

Claims (7)

バインダ樹脂と、シリカとを含有する断熱性樹脂組成物であって、
該シリカが、下記(a)〜(f)の特性を備える
ことを特徴とする、断熱性樹脂組成物。
(a)細孔容積が1.6ml/gより大きく、3ml/g以下
(b)比表面積が100〜1000m2/g
(c)最頻細孔直径(Dmax)が5nm以上
(d)固体Si−NMRでのQ4/Q3値が1.2以上
(e)非結晶質であること
(f)金属不純物の含有量が100ppm以下
A heat insulating resin composition containing a binder resin and silica,
The heat-insulating resin composition, wherein the silica has the following properties (a) to (f).
(A) The pore volume is larger than 1.6 ml / g and 3 ml / g or less (b) The specific surface area is 100 to 1000 m 2 / g
(C) Moderate pore diameter (D max ) is 5 nm or more (d) Q 4 / Q 3 value in solid Si-NMR is 1.2 or more (e) Noncrystalline (f) Metal impurities Content is 100ppm or less
該シリカの細孔容積が1.8〜3ml/gである
ことを特徴とする、請求項1記載の断熱性樹脂組成物。
The heat insulating resin composition according to claim 1, wherein the silica has a pore volume of 1.8 to 3 ml / g.
該シリカの最頻細孔直径(Dmax)が50nm以下である
ことを特徴とする、請求項1または請求項2に記載の断熱性樹脂組成物。
The heat insulating resin composition according to claim 1, wherein the mode pore diameter (D max ) of the silica is 50 nm or less.
該シリカの細孔直径が最頻細孔直径(Dmax)の±20%の範囲に存在する細孔の容積が、全細孔容積の50%以上である
ことを特徴とする、請求項1〜3の何れか1項に記載の断熱性樹脂組成物。
2. The volume of pores in which the pore diameter of the silica is in the range of ± 20% of the mode pore diameter ( Dmax ) is 50% or more of the total pore volume. The heat insulating resin composition according to any one of -3.
該シリカの最頻細孔直径(Dmax)における微分細孔容積が2ml/g以上、40ml/g以下である
ことを特徴とする、請求項1〜4の何れか1項に記載の断熱性樹脂組成物。
The heat insulating property according to any one of claims 1 to 4, wherein a differential pore volume at a mode pore diameter ( Dmax ) of the silica is 2 ml / g or more and 40 ml / g or less. Resin composition.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の断熱性樹脂組成物と、溶剤とを含有する
ことを特徴とする、断熱性塗料。
A heat insulating paint comprising the heat insulating resin composition according to any one of claims 1 to 5 and a solvent.
請求項1〜5のいずれか1項に記載の断熱性組成物を含有する
ことを特徴とする、断熱性成型体。
A heat-insulating molded product comprising the heat-insulating composition according to any one of claims 1 to 5.
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