JP2012172378A - エアロゲル及び該エアロゲルを用いた断熱材 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 エアロゲルを、細孔容積及び細孔直径のピークが各々4〜8ml/g、10〜30nmであり、かつ10MPaの圧力を付与した後の嵩密度が0.4〜0.8g/mlのものとする。このような耐圧性に優れたエアロゲルを心材とすることにより、真空断熱材の鞘材(密閉容器)として柔軟性の高いフィルムを用いても、部分的なつぶれを発生するなどして形状変形を起こすことがなく、高い空隙率を保持するため断熱性にも優れる。当該エアロゲルは、例えば、金属酸化物濃度が50〜150g/Lの水性ゾルをpH3〜6でゲル化した後、ヘキサン等の表面張力の小さな溶媒に溶媒置換し、さらにその状態で金属酸化物100質量部に対して50〜150質量部の疎水化剤で処理することにより得られる。
【選択図】 なし
Description
m(M2O)・n(SiO2) (式1)
(式中のm、nは正の整数を表し、Mはアルカリ金属原子を示す。)
上記のシリカゾル作成の原料のなかでも、安価な点でケイ酸アルカリ金属塩を好適に用いることができ、更には入手が容易であるケイ酸ナトリウムが好適である。
3号ケイ酸ソーダの溶液を希釈し、SiO2:80g/L、Na2O:27g/Lの濃度に調整した。この希釈したケイ酸ソーダの溶液を、予め硫酸によりH+型にしたイオン交換樹脂(ローム・アンド・ハース社製、アンバーリスト、IR−120B)に通過させ、400mLのシリカゾルを取得した。このシリカゾルのpHは、2.8であった。
3号ケイ酸ソーダの溶液を希釈し、SiO2:150g/L、Na2O:51g/Lの濃度に調整した。また、103g/Lに濃度調整した硫酸を準備した。ケイ酸ソーダの溶液を1.08L/分、硫酸を0.99L/分の条件で、配管内で衝突混合することにより、シリカゾルを作成した。約1分間衝突混合させ、SiO2濃度80g/Lのシリカゾルが2.1L程度得られ、シリカゾルのpHは、2.9であった。このシリカゾルを400ml使用し、シリカゾルに対して5%のアンモニア水を加え、pHを5に調整した。ゾルは、1分未満でゲル化した。ゲルの熟成はしないまま、ゲルを適度に潰すことにより粉砕しながら、2mmの篩を通過させた。
3号ケイ酸ソーダの溶液を希釈し、SiO2:150g/L、Na2O:51g/Lの濃度に調整した。また、103g/Lに濃度調整した硫酸を準備した。ケイ酸ソーダの溶液を1.08L/分、硫酸を0.99L/分の条件で、配管内で衝突混合することにより、シリカゾルを作成した。約1分間衝突混合させ、SiO2濃度80g/Lのシリカゾルが2.1L程度得られ、シリカゾルのpHは、2.9であった。このシリカゾルに600mLのヘキサンを加え、ソルビタンモノオレートを0.8g添加し、ホモジナイザー(IKA製、T25BS1)を用いて、11000回転の条件で4分攪拌し、W/Oエマルジョンを形成した。そのエマルジョンに対して、ミキサーで攪拌しながら、0.1%のアンモニア水を加え、ゾル中のpHが4.5になるように調整した。そのまま攪拌しながら液温を50℃に調整し、8時間熟成した。
3号ケイ酸ソーダの溶液を希釈し、SiO2:188g/L、Na2O:64g/Lの濃度に調整した。また、128g/Lに濃度調整した硫酸を準備した。ケイ酸ソーダの溶液を1.08L/分、硫酸を0.99L/分の条件で、配管内で衝突混合することにより、シリカゾルを作成した。約1分間衝突混合させ、SiO2濃度100g/Lのシリカゾルが2.1L程度得られ、シリカゾルのpHは、2.5であった。このシリカゾルを400ml使用し、シリカゾルに対して5%のアンモニア水を加え、pHを5に調整した。ゾルは、1分未満でゲル化した。ゲルの熟成はしないまま、ゲルを適度に潰すことにより粉砕しながら、2mmの篩を通過させた。
3号ケイ酸ソーダの溶液を希釈し、SiO2:150g/L、Na2O:51g/Lの濃度に調整した。また、103g/Lに濃度調整した硫酸を準備した。ケイ酸ソーダの溶液を1.08L/分、硫酸を0.99L/分の条件で、配管内で衝突混合することにより、シリカゾルを作成した。約2分間衝突混合させ、SiO2濃度80g/Lのシリカゾルが4.3L程度得られ、シリカゾルのpHは、2.8であった。前述シリカゾル600mLに900mLのヘキサンを加え、ソルビタンモノオレートを1.2g添加し、ホモジナイザー(IKA製、T25BS1)を用いて、11000回転の条件で4分攪拌し、W/Oエマルジョンを形成した。そのエマルジョンに対して、ミキサーで攪拌しながら、0.1%のアンモニア水を加え、ゾル中のpHが5になるように調整した。そのまま攪拌しながら液温を50℃に調整し、8時間熟成した。
3号ケイ酸ソーダの溶液を希釈し、SiO2:75g/L、Na2O:25.51g/Lの濃度に調整した。また、51.5g/Lに濃度調整した硫酸を準備した。ケイ酸ソーダの溶液を1.08L/分、硫酸を0.99L/分の条件で、配管内で衝突混合することにより、シリカゾルを作成した。約1分間衝突混合させ、SiO2濃度40g/Lのシリカゾルが2.1L程度得られ、シリカゾルのpHは、3.2であった。このシリカゾルを400ml使用し、シリカゾルに対して5%のアンモニア水を加え、pHを5に調整した。ゾルは、5分未満でゲル化した。その後、ゲルを適度に潰すことにより粉砕しながら、2mmの篩を通過させた。
3号ケイ酸ソーダの溶液を希釈し、SiO2:80g/L、Na2O:27g/Lの濃度に調整した。この希釈したケイ酸ソーダの溶液を、予め硫酸によりH+型にしたイオン交換樹脂(ローム・アンド・ハース社製、アンバーリスト、IR−120B)に通過させ、400mLのシリカゾルを取得した。このシリカゾルのpHは、2.8であった。
3号ケイ酸ソーダの溶液を希釈し、SiO2:150g/L、Na2O:51g/Lの濃度に調整した。また、103g/Lに濃度調整した硫酸を準備した。ケイ酸ソーダの溶液を1.08L/分、硫酸を0.99L/分の条件で、配管内で衝突混合することにより、シリカゾルを作成した。約1分間衝突混合させ、SiO2濃度80g/Lのシリカゾルが2.1L程度得られ、シリカゾルのpHは、2.9であった。このシリカゾルを400ml使用し、シリカゾルに対して5%のアンモニア水を加え、pHを7に調整した。ゾルは、直ちにゲル化した。その後に、ゲルを適度に潰すことにより粉砕しながら、2mmの篩を通過させた。
市販の乾式シリカ((株)トクヤマ製 レオロシール DM−30)を芯材として、高密度ポリエチレン製の不織布(デュポン製タイベック)を袋状もしくは箱状にしたものに充填し、さらに、表面保護層がポリエチレンテレフタレート、ガスバリア層がポリエチレン樹脂フィルムにアルミ蒸着を施したもの、熱溶着層がポリエチレンのラミネートされた5層に積層した袋で被覆し、密封包装機を使用して、圧力10kPa程度に真空にして、密封包装機付属の熱融着装置にて封止し、断熱材とした。評価結果を表2に示す。
市販の乾式シリカ((株)トクヤマ製 レオロシール QS−30)を芯材として、高密度ポリエチレン製の不織布(デュポン製タイベック)を袋状もしくは箱状にしたものに充填し、さらに、表面保護層がポリエチレンテレフタレート、ガスバリア層がポリエチレン樹脂フィルムにアルミ蒸着を施したもの、熱溶着層がポリエチレンのラミネートされた5層に積層した袋で被覆し、密封包装機を使用して、圧力10kPa程度に真空にして、密封包装機付属の熱融着装置にて封止し、断熱材とした。評価結果を表2に示す。
市販の沈殿法シリカ((株)トクヤマ製 トクシール GU−N)を芯材として、高密度ポリエチレン製の不織布(デュポン製タイベック)を袋状もしくは箱状にしたものに充填し、さらに、表面保護層がポリエチレンテレフタレート、ガスバリア層がポリエチレン樹脂フィルムにアルミ蒸着を施したもの、熱溶着層がポリエチレンのラミネートされた5層に積層した袋で被覆し、密封包装機を使用して、圧力10kPa程度に真空にして、密封包装機付属の熱融着装置にて封止し、断熱材とした。評価結果を表2に示す。
Claims (6)
- BJH法による細孔容積及び細孔直径のピークが各々4〜8ml/g、10〜30nm、10MPaの圧力を付与した後の嵩密度が0.4〜0.8g/mlであることを特徴とするエアロゲル。
- 請求項1記載のエアロゲルからなる断熱材。
- 請求項1記載のエアロゲルを、密閉容器内に充填してなる断熱材。
- 密閉容器内の圧力が101〜104Paの範囲にある請求項3記載の断熱材。
- 密閉容器が、気密性フィルムからなる請求項3又は4記載の断熱材。
- 前記エアロゲルが輻射抑制剤と混合されている、請求項2乃至5のいずれか一項に記載の断熱材。
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