JP5783717B2 - 断熱材 - Google Patents

Description

本発明は、断熱材に関する。

室温での空気分子の平均自由行程は約１００ｎｍである。従って、直径１００ｎｍ以下の空隙を有する多孔質体内では、空気による対流や伝導による伝熱が抑制されるため、このような多孔質体は優れた断熱作用を示す。

この断熱作用の原理に従い、超微粒子を断熱材に用いることで、熱伝導率の低い断熱材が得られることが知られている。例えば、下記特許文献１には、リング内径が０．１μｍ以下となるようにリング状又はらせん状に会合した超微粒子によって輻射吸収散乱材料等からなる粒子を被覆して多孔体被覆粒子を形成し、これを無機繊維又は多孔体被覆粒子と同様に形成された多孔体被覆繊維と混合して、断熱材前駆体の粉体とし、この前駆体を加圧成形して断熱材を製造する方法が記載されている。

特許４３６７６１２号公報

独立行政法人 新エネルギー・産業技術総合開発機構、平成１７年度〜１８年度成果報告書 エネルギー使用合理化技術戦略的開発 エネルギー使用合理化技術実用化開発 「ナノ多孔・複合構造を持つ超低熱伝導材料の実用化開発」

しかしながら、上記非特許文献１に開示されているように、特許文献１の断熱材には、加圧成形時にプレス面に対して垂直な面に亀裂状の成形欠陥が発生する。このような成形欠陥が断熱材に存在すると、断熱材が破損する恐れがあるばかりか、断熱性能も低下するため、好ましくない。

一方、断熱材は、取扱や施工時における断熱材の破損防止や粉体の飛散防止を目的として、ガラスクロス等の外被材で覆った状態で用いられることがある。しかしながら、外被材で被覆されたコア材に成形欠陥が存在すると、外被材で被覆する工程や使用中に断熱材が破損する恐れがあり、ひいては破損したコア材が外被材の縫合やヒートシールの妨げとなる恐れがあり、好ましくない。

成形欠陥が発生する原因は、超微粒子を主成分とする断熱材前駆体を加圧成形した後、圧力を開放した時に、成形体が大きく膨張することにある。この膨張はスプリングバックと呼ばれている。コア材に含まれる超微粒子の量を減らしてスプリングバックを小さくすることで、成形欠陥の発生抑制が可能ではあるものの、単純に超微粒子量を減らすだけでは、断熱材の断熱性能の低下は避けられない。

本発明は、このような従来技術の有する課題に鑑みてなされたものであり、コア材の成形欠陥の発生を抑制することができる断熱材を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題を解決するため鋭意研究を重ねた結果、大粒子と小粒子を特定の比率で含有するコア材は、成形後のスプリングバックが小さく、外被材の縫合やヒートシールの妨げとならない断熱材となることを見出し、下記の本発明をなすに至った。すなわち、本発明は以下のとおりである。

本発明の断熱材は、シリカを含む第一の無機化合物からなり、平均粒子径Ｄ_Ｓが５ｎｍ以上５０ｎｍ未満であり、比重がＣ_Ｓである複数の小粒子と、シリカを含む第二の無機化合物からなり、平均粒子径Ｄ_Ｌが５０ｎｍ以上１００μｍ以下であり、比重がＣ_Ｌである複数の大粒子と、を含むコア材と、コア材を収容する外被材と、を備え、無機繊維の含有率が０質量％以上２０質量％以下であり、複数の小粒子の質量の合計値Ｍ_Ｓと複数の大粒子の質量の合計値Ｍ_Ｌとの比率Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌが０．０９２Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌ以上０．９以下である。

上記本発明の断熱材では、コア材が、平均粒子径が０．５μｍ以上３０μｍ以下である赤外線不透明化粒子、及び無機繊維をさらに含有し、小粒子及び大粒子の含有率の合計値が３０質量％以上９７．５質量％以下であり、赤外線不透明化粒子の含有率が２質量％以上５０質量％以下であり、無機繊維の含有率が０．５質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。

上記本発明では、無機繊維の平均太さが１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。

上記本発明では、無機繊維が生体溶解性を有することが好ましい。

上記本発明では、外被材が無機繊維を含むことが好ましい。

上記本発明では、外被材が樹脂フィルムであることが好ましい。

本発明によれば、コア材の成形欠陥発生を抑制することができる断熱材を提供することが可能となる。

本発明の一実施形態に係る断熱材の断面模式図である。 本発明の一実施形態に係るコア材が含有する小粒子及び大粒子の断面模式図である。

以下、図面を参照しながら、本発明の好適な一実施形態について詳細に説明する。ただし、本発明は下記の実施形態に限定されるものではない。なお、図面において、同一の要素については同一の符号を付し、同一の要素の符号の一部は省略する。各粒子の位置関係及び寸法比は図面に示すものに限定されない。

（断熱材）
図１は、本発明の一実施形態に係る断熱材の断面模式図である。また、図２は本発明の一実施形態に係るコア材が含有する小粒子及び大粒子の断面模式図である。

図１及び図２に示すように、本実施形態の断熱材１は、複数の小粒子Ｓと、小粒子Ｓよりも粒子径が大きい複数の大粒子Ｌと、を含有するコア材２と、コア材２を収容する外被材３から構成される。コア材内において、小粒子Ｓ及び大粒子Ｌは混合している。小粒子Ｓは、シリカを含む第一の無機化合物からなる。小粒子Ｓの比重はＣ_Ｓである。大粒子Ｌは、第二の無機化合物からなる。大粒子Ｌの比重はＣ_Ｌである。

小粒子の平均粒子径Ｄ_Ｓは、５ｎｍ以上５０ｎｍ未満である。平均粒子径Ｄ_Ｓは、小粒子１０００個を電界放射型走査型電子顕微鏡（ＦＥ−ＳＥＭ）で観察し、その等面積円相当径を求めて数平均を算出することにより、確認することができる。

小粒子の平均粒子径Ｄ_Ｓが５ｎｍよりも小さいと、Ｄ_Ｓが上記の数値範囲内である場合に比べて、小粒子が化学的に不安定となり、断熱性能が安定し難い。Ｄ_Ｓが５０ｎｍ以上であると、Ｄ_Ｓが上記の数値範囲内である場合に比べて、小粒子同士の接触面積が大きくなり、断熱材の固体伝導による伝熱が増し、断熱性能が不十分となる。

小粒子の平均粒子径Ｄ_Ｓは、５ｎｍ以上４０ｎｍ以下であると、小粒子と大粒子の粒径の差が大きくなり、大粒子の小粒子に対する分散が容易となり、好ましい。Ｄ_Ｓが５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であると、粒子の付着力が増して、コア材からの粒子の脱落が減少し、より好ましい。

小粒子を構成する第一の無機化合物は、シリカを含有する。第一の無機化合物におけるシリカの含有率が５０質量％以上であると、コア材の固体伝導による伝熱が小さいため、好ましい。第一の無機化合物は、シリカを７５質量％以上含むと、粒子の付着力が増して、コア材からの粒子の脱落が減少するため、より好ましい。なお、本発明においてシリカとは、組成式ＳｉＯ_２で表される成分を指す。第一の無機化合物は、純粋な二酸化ケイ素であってもよく、Ｓｉ及び種々の他元素との塩や複合酸化物であってもよく、水酸化物のような含水酸化物であってもよい。第一の無機化合物が、シラノール基を有していてもよい。第一の無機化合物は、結晶質であっても、非晶質であっても、それらの混合体であってもよいが、非晶質であると、コア材中の固体伝導による伝熱が小さくなり、断熱性能が向上するため、好ましい。

シリカを含む第一の無機化合物の具体例としては、下記のものが挙げられる。
シリカや石英と呼ばれるケイ素の酸化物。
ケイ素の部分酸化物。
シリカアルミナやゼオライトのようなケイ素の複合酸化物。
Ｎａ、Ｃａ、Ｋ、Ｍｇ、Ｂａ、Ｃｅ、Ｂ、Ｆｅ及びＡｌ等のいずれかのケイ酸塩（ガラス）。
ケイ素以外の元素の酸化物、部分酸化物、塩又は複合酸化物（アルミナやチタニア等）と、ケイ素の酸化物、部分酸化物、塩又は複合酸化物との混合体。
ＳｉＣやＳｉＮの酸化物。

小粒子がシリカを含有することは、例えば、小粒子を断熱材より分級して固体Ｓｉ−ＮＭＲ測定を行い、Ｑ４構造を検出することで、確認することができる。小粒子におけるシリカの含有量は、例えば、電界放射型走査型電子顕微鏡−エネルギー分散型Ｘ線分光法（ＦＥ−ＳＥＭ ＥＤＸ）により、求めることができる。

第一の無機化合物は、断熱材の使用される温度において、熱的に安定であることが好ましい。具体的には、断熱材の使用最高温度において１時間保持したときに、第一の無機化合物の重量が１０％以上減少しないことが好ましい。また、第一の無機化合物は耐水性を有することが好ましい。具体的には、２５℃の水１００ｇに対する第一の無機化合物の溶解量が０．１ｇ未満であることが好ましく、０．０１ｇ未満であることがより好ましい。

小粒子の比重Ｃ_Ｓは、ピクノメーター法により求まる真比重を指す。成形欠陥の抑制及び断熱性向上の観点からＣ_Ｓは２．０以上４．０以下であることが好ましい。２．０以上３．０以下であると、コア材のかさ密度が小さくなるため、より好ましい。２．０以上２．５以下であると、小粒子のかさ密度が小さいため、大粒子との混合時において、より小さな動力で混合が可能となるため、生産性が向上し、さらに好ましい。

大粒子の平均粒子径Ｄ_Ｌは５０ｎｍ以上１００μｍ以下である。Ｄ_Ｌは、前述のＤ_Ｓと同じ方法により求められる。Ｄ_Ｌが５０ｎｍより小さいと、Ｄ_Ｌが上記の数値範囲内である場合に比べて、コア材におけるスプリングバックが大きくなる。Ｄ_Ｌが１００μｍより大きいと、断熱性能が不十分となる。

大粒子の平均粒子径Ｄ_Ｌは、６０ｎｍ以上３０μｍ以下であると、コア材が無機繊維や赤外線不透明化粒子を含む場合にこれらとの均一な混合が容易であるため、好ましい。Ｄ_Ｌは、６０ｎｍ以上１０μｍ以下であると、粒子の付着力が増し、コア材からの粒子の脱落が減少するため、より好ましい。

Ｄ_ＬはＤ_Ｓの２倍以上であることが、スプリングバックが小さくなるため、好ましい。Ｄ_ＬはＤ_Ｓの３倍以上であると、小粒子と大粒子の混合粉体のかさ比重が大きくなり、粉体体積が小さくなるため作業性が向上するので、より好ましい。Ｄ_ＬはＤ_Ｓの４倍以上であると、小粒子と大粒子の粒径の差が大きくなり、大粒子の小粒子に対する分散が容易となり、さらに好ましい。

複数の大粒子のうち粒子径が１００ｎｍ以上である大粒子は、熱伝導率を小さくする観点から、球状であることが好ましい。この理由は明らかではないが、粒子径が１００ｎｍ以上の粒子が球状であれば、粒子の接触抵抗が大きくなるため、コア材の熱伝導率が小さくなるためであると推測される。なお、「複数の大粒子」とは、粒子径が１００ｎｍ以上の大粒子だけでなく、小粒子よりも粒子径が大きい全ての大粒子を意味する。

本実施形態において、「粒子径が１００ｎｍ以上の粒子が球状」であるか否かは、以下のようにして判断される。すなわち、大粒子同士が重ならないように撮影、画像処理した大粒子のＦＥ−ＳＥＭ画像から、粒子径が１００ｎｍ以上の１０００個の大粒子の最大径及び面積を求める。そして、下記式（１）に基づき、個々の粒子の丸さの度合いを求め、その平均値を求める。このとき、丸さの度合いの平均値が、１以上１．３以下である場合に、大粒子中に含まれる、粒子径が１００ｎｍ以上の粒子が球状であるものとする。
丸さの度合い＝｛π×（最大径／２）^２／面積｝ （１）

丸さの度合いの平均値が１以上１．２８以下であると、大粒子の付着性が低下し、ハンドリングが容易であるため、好ましい。丸さの度合いの平均値が１以上１．２６以下であると、大粒子と小粒子の混合が容易となるため、さらに好ましい。丸さの度合いの平均値が１以上１．２４以下であると、大粒子の単分散が容易となり、混合粉体を成形すると均質なコア材を得ることが容易となるため、生産性が向上し、最も好ましい。

大粒子の比重Ｃ_Ｌは、前述のＣ_Ｓと同じ方法で求められる。大粒子の比重Ｃ_Ｌは、２．０以上３．０以下であると、コア材のかさ密度が小さくなるため、好ましい。Ｃ_Ｌが２．０以上２．９以下であると、小粒子との比重差が小さく、小粒子との均一混合が容易であるため、好ましい。Ｃ_Ｌは、２．１以上２．８以下であると、小粒子との比重差がさらに小さく、貯蔵や輸送において小粒子と大粒子の分離が起こりにくくなるため、より好ましい。

大粒子を構成する第二の無機化合物としては、特に限定されないが、第一の無機化合物同様、断熱材の使用される温度において熱的に安定であり、耐水性がある化合物が好ましい。第二の無機化合物は、第一の無機化合物と同一でもよく、異なっていてもよい。例えば、第二の無機化合物は、３〜１１族、１２族のＺｎ、１３族のＡｌ、Ｇａ、Ｉｎ、１４族のＳｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ及び１５族のＢｉのいずれかの単体、合金、酸化物、複合酸化物、窒化物、炭化物及び難溶性の塩でもよい。第二の無機化合物は２族の難溶性の塩でもよい。第二の無機化合物は、これらの混合物でもよい。第二の無機化合物は、結晶質であっても、非晶質であっても、それらの混合体であってもよい。

好ましい第二の無機化合物の具体例としては、下記のものが挙げられる。
上記の第一の無機化合物と同様のもの。
ＳｉＣ、シリカ、アルミナ、チタニア、酸化鉄、ジルコニア、ケイ酸ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化銅、炭酸カルシウム。
Ｎａ、Ｍｇ、Ｃａ、Ｋ、Ｂａ及びＣｅのいずれかを含む難溶性ケイ酸塩。
これらの混合物。

第二の無機化合物は、第一の無機化合物と同様のもの、炭酸カルシウム又は上記の難溶性ケイ酸塩であることがより好ましい。難溶性ケイ酸塩としては、例えば鉄鋼スラグなどが挙げられる。さらに好ましいのは、第一の無機化合物と同様のものである。

大粒子の組成は、小粒子の場合と同様に、ＦＥ−ＳＥＭ ＥＤＸにより求められる。

コア材に含まれる全小粒子の質量の合計値Ｍ_Ｓとコア材に含まれる全大粒子の質量の合計値Ｍ_Ｌとの比率Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌは、０．０３５Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌ以上３以下である。Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌが０．０３５Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌ以上３以下であるコア材は、そのスプリングバックが小さく、十分な断熱性能を有する。Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌは、例えば、コア材に含まれる小粒子及び大粒子を分級して、それぞれの質量を測定し、小粒子の質量を大粒子の質量で除することにより、求められる。

Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌは、０．０９２Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌ以上０．９以下であることが、小粒子の体積が減少し、混合が容易となるため、より好ましい。Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌは、０．０９２Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌ以上０．５以下であると、小粒子と大粒子の混合粉体を加圧成形する際に、混合粉体と成形体の体積差が小さくなり加圧成形が容易となるため、さらに好ましい。

本発明者らは、Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌが３より大きい場合、スプリングバックが大きいため成形欠陥が発生しやすく、また、Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌが０．０３５Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌ未満の場合、成形体が脆くなり成形後金型から取り出す際に、極めて破損しやすいことを見出した。Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌが０．０３５Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌ未満の場合、成形体が脆くなる理由は明らかではないが、小粒子の含有量が小さくなると、小粒子が有する付着力に起因する、成形体の粒子間の付着力が小さくなるためであると考えられる。

また、本発明者は、小粒子及び球状の大粒子の混合体を用いてコア材を作製し、その熱伝導率とＭ_Ｓ／Ｍ_Ｌの関係を詳細に調べた。その結果、Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌが０．０３５Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌ以上３以下の範囲では、コア材の熱伝導率は十分小さく、かつＭ_Ｓ／Ｍ_Ｌの減少量に対する熱伝導率の増加量（熱伝導率の増加率）も小さいことを本発明者らは発見した。さらに、本発明者らは、Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌが閾値の０．０３５Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌ未満の範囲では、驚くべきことに不連続な変化が現れ、Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌの減少に従い熱伝導率が急激に増加することを見出した。この理由は明らかではないが、Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌが０．０３５Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌ以上の領域では、コア材が、気体伝導と固体伝導の伝熱に対するボトルネックを有する構造をとるためであると考えられる。

以下に、Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌが０．０３５Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌ以上のとき、コア材中に伝熱に対するボトルネックが発生する構造となる原理を説明する。

仮に、すべての大粒子が球状で同一の粒子径Ｄ_Ｌを有し、粒子間力が無いため大粒子は凝集せずに単分散すると仮定する。

一定の空間に大粒子を充填し、コア材を形成すると、空間における大粒子の充填率は、最大で面心立方格子に占める大粒子の体積百分率の理論値である７４体積％になる。この空間とは、コア材全体において大粒子及び小粒子が占める全体積に相当する。大粒子間に生じた２６体積％のすべての空隙が、内部の細孔サイズが１００ｎｍ以下の小粒子凝集体により充填される場合、この小粒子凝集体が気体伝導による伝熱に対するボトルネックとなり、コア材全体において気体伝導による伝熱が小さくなる。加えて、小粒子の数をわずかに増やして、大粒子同士の各接点に、２個分の小粒子を直列に挿入すれば、大粒子同士が直接接触しない構造となる。このような構造においては、大粒子から大粒子への固体伝導による伝熱経路は、必ず伝熱抵抗が大きな小粒子の点接合部を通ることとなる。この小粒子の点接合部が、固体伝導による伝熱に対するボトルネックとなるため、コア材全体において固体伝導による伝熱は小さくなる。

つまり、上記空間内に存在する小粒子凝集体の体積の合計値が上記空間内に存在する全大粒子の体積の理論値２６体積％よりもわずかに大きい場合、コア材は、気体伝導及び固体伝導の伝熱に対するボトルネックを有する構造となる。

小粒子凝集体のかさ比重は、小粒子のみを加圧成形したコア材のかさ比重とほぼ等しいと考えることができる。このような小粒子のみを加圧成形したコア材の空隙率は、概ね９０％程度であり、かさ比重は真比重Ｃ_Ｓの１０分の１程度であることが知られている。

以上の前提に基づけば、上記空間内に存在する全大粒子の体積の理論値（下限）と、上記空間内に存在する小粒子凝集体の体積の合計値（上限）との比７４：２６は、下記数式（２）で表される。
７４：２６＝（Ｍ_Ｌ／Ｃ_Ｌ）：（Ｍ_Ｓ／０．１Ｃ_Ｓ） （２）

大粒子間に生じた全空隙を充填するために必要な小粒子凝集体の質量の合計値Ｍ_Ｓの下限は、上記式（２）に基づく下記数式（３）で表される。換言すれば、気体伝導及び固体伝導の伝熱に対するボトルネックを有する構造をコア材内に形成するために必要なＭ_Ｓの下限は下記数式（３）で表される。
Ｍ_Ｓ＝（Ｍ_Ｌ／Ｃ_Ｌ）×（２６／７４）×０．１Ｃ_Ｓ＝Ｍ_Ｌ×０．０３５（Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌ） （３）

上記数式（３）から明らかなように、Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌが０．０３５Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌ以上であれば、大粒子間に生じた全空隙を充填するために充分な小粒子がコア材に含有される。コア材内で大粒子が凝集している場合、大粒子が単分散している場合と同様に、Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌを０．０３５Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌ以上とすることにより、すべての大粒子凝集体の間の空隙を、小粒子凝集体により充填することが可能である。この時、大粒子同士の接触が起こるが、粒子が球状であるため、粒子同士の接触面積が小さく、大粒子間の固体伝導伝熱は低く抑えられる。

また、大粒子に粒径分布がある場合には、空間における大粒子の充填率は、最大で７４％以上となり、同一の大粒子が単分散している場合と同様に、少なくともＭ_Ｓ／Ｍ_Ｌを０．０３５Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌ以上とすることにより、すべての大粒子凝集体の間の空隙を、小粒子凝集体により充填することが可能である。大粒子に粒径１００ｎｍ以下の粒子が含まれる場合、仮にこれらの粒子同士の接触が起こったとしても、粒径が小さいため、粒子同士の接触面積が小さく、大粒子間の固体伝熱は低く抑えられる。

なお、Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌが０．０３５Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌ以上のとき、コア材が伝熱に対するボトルネックを有する構造となる原理は、以上のものに限定されない。

小粒子及び大粒子の含有量の合計値は、コア材の全質量を基準として、３０質量％以上１００質量％以下であることが好ましい。小粒子及び大粒子の含有量の合計値が３０質量％以上９７．５質量％以下で無機繊維や赤外線不透明化粒子を含有するコア材は、コア材からの粒子の脱落の減少や高い温度での断熱性能の向上といった効果がより好適にあらわれ、より好ましい。小粒子及び大粒子の含有量の合計値が４０質量％以上９７．５質量％以下であると、コア材のかさ密度がより小さいため、さらに好ましい。

コア材に含まれる大粒子は、分散性が良いほど断熱性能が向上する傾向となるため、単分散し、大粒子同士が直接接触しないことが好ましい。つまり、大粒子が互いに接触している箇所が存在せず、コア材の端から端まで大粒子が直接連結していないことが好ましい。大粒子が直接連結しないことで生じる大粒子間の空隙は小粒子で充填され、大粒子同士が直接接触し難い。そのため、コア材中に固体伝導の大きい伝熱経路が存在せず、コア材全体の熱伝導率が低くなり易い。さらに、大粒子間の空隙を小粒子が充填することで、コア材中に存在する空隙の大きさが小さくなり、空気による対流や伝熱が抑制されるため、コア材全体の熱伝導率が低くなり易い。

コア材は、赤外線不透明化粒子を含有することが、高い温度での断熱性能を発現させることから、好ましい。赤外線不透明化粒子とは、赤外線を反射、散乱又は吸収する材料からなる粒子を指す。コア材に赤外線不透明化粒子が混合されていると、輻射による伝熱が抑制されるため、特に２００℃以上の高い温度領域での断熱性能が向上する。

赤外線不透明化粒子の例を示すと、酸化ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム、二酸化チタン、鉄チタン酸化物、酸化鉄、酸化銅、炭化ケイ素、金鉱石、二酸化クロム、二酸化マンガン、グラファイトなどの炭素質物質、炭素繊維、スピネル顔料、アルミニウムの粒子、ステンレス鋼の粒子、青銅の粒子、銅／亜鉛合金の粒子、銅／クロム合金の粒子を挙げることができる。従来、赤外線不透明物質として知られる上記の金属粒子又は非金属粒子を、単独で用いてもよく、２種類以上を混合して使用してもよい。

赤外線不透明化粒子としては、特に、酸化ジルコニウム、ケイ酸ジルコニウム、二酸化チタン又は炭化ケイ素が好ましい。赤外線不透明化粒子の組成は、小粒子の場合と同様に、ＦＥ−ＳＥＭ ＥＤＸにより求められる。

赤外線不透明化粒子の平均粒子径は、０．５μｍ以上３０μｍ以下であることが好ましい。赤外線不透明化粒子の平均粒子径が０．５μｍ以上である場合、２００℃以上での十分な断熱性能を達成し易い。赤外線不透明化粒子の平均粒子径が３０μｍ以下である場合、コア材における固体伝導が抑制され、２００℃未満での十分な断熱性能を達成し易い。なお、赤外線不透明化粒子の平均粒子径は、小粒子と同じ方法により求められる。赤外線不透明化粒子の平均粒子径は、０．５μｍ以上１０μｍ以下であることが、無機繊維や小粒子、大粒子との混合が容易となるため、より好ましい。

コア材中の赤外線不透明化粒子の含有率は、０質量％以上５０質量％以下であることが好ましい。赤外線不透明化粒子の含有率が５０質量％より大きいと、固体伝導による伝熱が増すため、２００℃未満での断熱性能が低下する傾向がある。２００℃以上での断熱性能を向上させるためには、赤外線不透明化粒子の含有量は、２質量％以上であることが好ましい。

赤外線不透明化粒子の含有率は、２質量％以上４０質量％以下であると、無機繊維や大粒子、小粒子との混合が容易となり、さらに好ましい。

赤外線不透明化粒子の含有率は、例えば、赤外線不透明化粒子のみが含有する元素を、蛍光Ｘ線分析法により定量することで、求めることができる。

コア材は、無機繊維を含有するのが好ましい場合もある。無機繊維を含有すると、コア材からの粒子の脱落が少ない。本明細書中、無機繊維とは平均太さに対する無機繊維の平均長さの比（アスペクト比）が１０以上であるものをいう。アスペクト比は１０以上であることが好ましく、小さい圧力で成形が可能となり、コア材の生産性を向上させる観点から５０以上がより好ましく、コア材の曲げ強度の観点から１００以上がさらに好ましい。無機繊維のアスペクト比は、ＦＥ−ＳＥＭにより測定した無機繊維１０００本の太さ及び長さの平均値から求めることができる。無機繊維はコア材中で単分散して混合されていることが好ましいが、無機繊維が互いに絡まった状態や、複数の無機繊維が同一方向で揃った束の状態で混合されていてもかまわない。

無機繊維として例を示すと、ガラス長繊維（フィラメント）（ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｂ_２Ｏ_３−ＣａＯ）、グラスウール（ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＣａＯ−Ｎａ_２Ｏ）、耐アルカリガラス繊維（ＳｉＯ_２−ＺｒＯ_２−ＣａＯ−Ｎａ_２Ｏ）、ロックウール（バサルトウール）（ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−Ｆｅ_２Ｏ_３−ＭｇＯ−ＣａＯ）、スラグウール（ＳｉＯ_２−Ａｌ_２Ｏ_３−ＭｇＯ−ＣａＯ）、セラミックファイバー（ムライト繊維）（Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２）、シリカ繊維（ＳｉＯ_２）、アルミナ繊維（Ａｌ_２Ｏ_３−ＳｉＯ_２）、チタン酸カリウム繊維、アルミナウィスカー、炭化ケイ素ウィスカー、窒化ケイ素ウィスカー、炭酸カルシウムウィスカー、塩基性硫酸マグネシウムウィスカー、硫酸カルシウムウィスカー（セッコウ繊維）、酸化亜鉛ウィスカー、ジルコニア繊維、炭素繊維、黒鉛ウィスカー、フォスフェート繊維、ＡＥＳ（Ａｌｋａｌｉｎｅ Ｅａｒｔｈ Ｓｉｌｉｃａｔｅ）ファイバー（ＳｉＯ_２−ＣａＯ−ＭｇＯ）、 天然鉱物のウォラストナイト、セピオライト、アタパルジャイト、ブルーサイトなど、従来から知られる無機繊維を挙げることができる。

無機繊維の中でも、特に人体にとって安全である生体溶解性のＡＥＳファイバー（Ａｌｋａｌｉｎｅ Ｅａｒｔｈ Ｓｉｌｉｃａｔｅ Ｆｉｂｅｒ）を用いることが好ましい。ＡＥＳファイバーとしては、例えば、ＳｉＯ_２−ＣａＯ−ＭｇＯ系の無機質のガラス（無機高分子）が挙げられる。

無機繊維の平均太さは１μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。平均太さが１μｍ未満であると、無機繊維は飛散しやすいため、作業性が悪くなる。平均太さが２０μｍより大きいと、固体伝導による伝熱が大きくなり、断熱性能が不十分となる傾向がある。

無機繊維の平均太さは、ＦＥ−ＳＥＭにより、無機繊維１０００本の太さを求めて、これを平均して求めることができる。

コア材中の無機繊維の含有率は、断熱材全体の質量に対して０質量％以上２０質量％以下であることが好ましい。無機繊維の含有率が２０質量％より大きいと、固体伝導による伝熱が大きくなり、断熱性能を低下させる傾向がある。

コア材からの粉体の脱離を抑制する効果の観点から、無機繊維の含有率は０．５質量％以上であることが好ましい。

小粒子や大粒子、赤外線不透明化粒子との混合を容易にする観点から、無機繊維の含有率は０．５質量％以上２０質量％以下であることが、より好ましい。

無機繊維の含有率は、例えば、無機繊維をコア材から分級することにより、求めることができる。

本発明の断熱材は、外被材を備え、取扱や施工がしやすく、作業性に優れる。外被材は、コア材を収容可能な限り、特に限定されないが、例として、ガラスクロス、アルミナ繊維クロス、シリカクロス等の無機繊維織物、ポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、フッ素系樹脂フィルム等の樹脂フィルム、プラスチック−金属フィルム、アルミニウム箔、ステンレス箔、銅箔等の金属箔、セラミックペーパー、無機繊維不織布、有機繊維不織布、ガラス繊維紙、炭素繊維紙、ロックウール紙、無機充填紙、有機繊維紙、セラミックコーティング、フッ素樹脂コーティング、シロキサン樹脂コーティング等の樹脂コーティング等を挙げることができる。外被材の熱容量が小さくなる観点から、外被材の厚みは薄い方が好ましいが、使用状況や必要な強度等に応じて適宜選択することが可能である。外被材が、断熱材を使用する温度で安定なものからなる場合、使用時においても外被材がコア材を収容した状態である。使用後の断熱材の取扱いがし易い観点で、耐熱性の高い外被材は好ましいが、本発明において、「外被材」は断熱材の使用時にコア材を収容しているものの他、断熱材の運搬や施工の工程でコア材を収容しているものを包含する。つまり、外被材は運搬時や施工時にのみコア材を保護し、使用時には溶融及び／又は揮発してしまうものを包含するので、外被材そのものや外被材に含まれる有機成分は、断熱材の使用温度で溶融や消失をしてもよい。

外被材は、被覆工程が容易である観点から、ガラスクロス、アルミナ繊維クロス、シリカクロス等の無機繊維織物、ポリエステルフィルム、ポリエチレンフィルム、ポリプロピレンフィルム、ナイロンフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、フッ素系樹脂フィルム等の樹脂フィルム、プラスチック−金属フィルム、アルミニウム箔、ステンレス箔、銅箔等の金属箔、セラミックペーパー、無機繊維不織布、有機繊維不織布、ガラス繊維紙、炭素繊維紙、ロックウール紙、無機充填紙、有機繊維紙のようなシート形状が好ましい。

外被材は、熱的な安定性の観点から、ガラスクロス、アルミナ繊維クロス、シリカクロス等の無機繊維織物、セラミックペーパー、無機繊維不織布がより好ましい。外被材は、強度の観点から無機繊維織物がさらに好ましい。

（断熱材の製造方法）
小粒子及び大粒子としては、従来知られる製法で製造されるシリカ成分を有する粒子を使用することができる。例えば、小粒子及び大粒子は、酸性又はアルカリ性の条件下での湿式法により、ケイ酸イオンを縮合して製造された粒子でもよい。小粒子及び大粒子は、湿式法でアルコキシシランを加水分解・縮合して製造されたものでもよい。小粒子及び大粒子は、湿式法で製造されたシリカ成分を焼成して製造されたものでもよい。小粒子及び大粒子は、塩化物などケイ素の化合物を気相で燃焼して製造されたものでもよい。小粒子及び大粒子は、ケイ素金属やケイ素を含む原料を加熱して得られたケイ素ガスを酸化・燃焼して製造されたものでもよい。小粒子及び大粒子は、ケイ石などを溶融して製造されたものでもよい。

小粒子や大粒子に含まれるシリカ成分以外の成分としては、上記の製法において原料中に不純物として存在しているものを利用してもよい。シリカ成分以外の成分を、製造プロセス中に意図的に原料に添加してもよい。

大粒子や小粒子として用いるシリカとしては、従来から知られる製法で製造された下記のシリカが好適に使用される。

＜湿式法で合成されるシリカ＞
ケイ酸ナトリウムを原料に酸性で作られるゲル法シリカ。
ケイ酸ナトリウムを原料にアルカリ性で作られる沈降法シリカ。
アルコキシシランの加水分解・縮合で合成されるシリカ。

＜乾式法で合成されるシリカ＞
ケイ素の塩化物を燃焼して作られるヒュームドシリカ。
ケイ素金属ガスを燃焼して作られるシリカ。
フェロシリコン製造時などに副生するシリカヒューム。
アーク法やプラズマ法で製造されるシリカ。
粉砕したシリカ粉末を火炎中で溶融・球状化する溶融シリカ。

上記のシリカのうち、小粒子としては、ヒュームドシリカを用いることがより好ましい。大粒子しては、ヒュームドシリカ、ケイ素金属ガスを燃焼して作られるシリカ、シリカヒューム、溶融シリカを用いることがより好ましい。

大粒子として、天然のケイ酸塩鉱物を使用することが可能である。天然の鉱物としては、例えばカンラン石類、緑簾石類、石英、長石類、沸石類等が挙げられる。前記天然のケイ酸塩鉱物に粉砕等の処理を施し、上記コア材を構成する大粒子として使用することが可能である。

コア材は、小粒子と大粒子を混合することにより製造される。さらに使用状況に応じて、この混合体に赤外線不透明化粒子や無機繊維を添加して形成した粉体をコア材として用いてもよい。この粉体を加圧成形したものをコア材として用いてもよい。

小粒子、大粒子、赤外線不透明化粒子及び無機繊維は、公知の粉体混合機を使用して混合することができる。公知の粉体混合機としては、例えば、容器回転型（容器自体が回転、振動、揺動する）として水平円筒型、Ｖ型（攪拌羽根が付いていてもよい）、ダブルコーン型、立方体型及び揺動回転型、機械撹拌型（容器は固定され、羽根などで撹拌する）として、単軸リボン型、複軸パドル型、回転鋤型、二軸遊星攪拌型、円錐スクリュー型、高速撹拌型、回転円盤型、ローラー付き回転容器型、撹拌付き回転容器型、高速楕円ローター型、流動撹拌型（空気、ガスによって撹拌する）として、気流撹拌型、重力による無撹拌型が挙げられる。これらの混合機を組み合わせて使用してもよい。

小粒子、大粒子、赤外線不透明化粒子及び無機繊維の混合は、公知の粉砕機を使用して、粒子を粉砕したり、無機繊維を裁断したり、粒子や無機繊維の分散性を向上させながら行ってもよい。従来から知られる粉砕機としては、ロールミル（高圧圧縮ロールミル、ロール回転ミル）、スタンプミル、エッジランナー（フレットミル、チリアンミル）、切断・せん断ミル（カッターミルなど）、ロッドミル、自生粉砕機（エロフォールミル、カスケードミルなど）、竪型ローラーミル（リングローラーミル、ローラーレスミル、ボールレースミル）、高速回転ミル（ハンマーミル、ケージミル、ディスインテグレーター、スクリーンミル、ディスクピンミル）、分級機内蔵型高速回転ミル（固定衝撃板型ミル、ターボ型ミル、遠心分級型ミル、アニュラー型ミル）、容器駆動媒体ミル（転動ボールミル（ポットミル、チューブミル、コニカルミル）、振動ボールミル（円形振動ミル、旋動振動ミル、遠心ミル）、遊星ミル、遠心流動化ミル）、媒体撹拌式ミル（塔式粉砕機、撹拌槽式ミル、横型流通槽式ミル、竪型流通槽式ミル、アニュラーミル）、気流式粉砕機（気流吸込型、ノズル内通過型、衝突型、流動層ジェット吹込型）、圧密せん断ミル（高速遠心ローラーミル、インナーピース式）、乳鉢、石臼などが挙げられる。これらの粉砕機を組み合わせて使用してもよい。

これらの混合機と粉砕機のうち、高速回転ミル、分級機内蔵型高速回転ミル、容器駆動媒体ミル、圧密せん断ミルが、粒子や無機繊維の分散性が向上するため、好ましい。粒子や無機繊維の分散性を向上させるには、撹拌羽根を有する粉体混合機を使用し、撹拌羽根先端の周速を１００ｋｍ／ｈ以上にするのが好ましい。大粒子同士の接触をより少なくする観点で２００ｋｍ／ｈ以上がより好ましく、３００ｋｍ／ｈ以上がさらに好ましい。

断熱材は、シリカを含む無機化合物からなる小粒子及び大粒子を含み、使用状況に応じて赤外線不透明化粒子や無機繊維を添加し形成した粉体をコア材として、袋状に加工した外被材に充填したものでもよいし、この粉体を加圧成形してコア材とし、外被材で被覆したものを断熱材として用いてもよい。前記粉体をコア材として使用する場合、外被材が形成する容積に対する粉体の充填率は、断熱材を使用する対象物に応じて適宜設定することが可能である。前記粉体を加圧成形してコア材とする場合は、後述するように、前記粉体と外被材を共に加圧成形してもよいし、前記粉体を加圧成形した後に外被材で被覆することも可能である。

コア材は、金型プレス成形法（ラム式加圧成形法）、ラバープレス法（静水圧成形法）、押出成形法など、従来から知られるセラミックス加圧成形法によって成形することができる。生産性の観点から、金型プレス成形法が好ましい。

金型プレス成形法やラバープレス法において粉末状のコア材を型に充填するときには、粉末状のコア材に振動を与えるなどして、均一に充填することが、コア材成形体の厚みが均一となるため、好ましい。

型内を減圧・脱気しながら粉末状のコア材を型に充填すると、粉体を短時間で充填できるため、生産性の観点から好ましい。

加圧成形中又は加圧成形後のコア材を、コア材の耐熱性が十分である温度や時間の条件の範囲内で、コア材が構造変化しないように加熱乾燥し、コア材中の吸着水を除去した後、実用に供すると、熱伝導率が低くなるため、好ましい。さらに、寸法安定性の観点から、加熱処理を施してもよい。

上記コア材を外被材で被覆する方法は特に限定されず、コア材の調整や成形と外被材での被覆を同時に実施してもよいし、コア材を調整又は成形後に外被材で被覆してもよい。

外被材が無機繊維織物、樹脂フィルム、プラスチック−金属フィルム、金属箔、セラミックペーパー、無機繊維不織布、有機繊維不織布、ガラス繊維紙、炭素繊維紙、ロックウール紙、無機充填紙、有機繊維紙等のシート状の形態である場合、例えば無機繊維糸や樹脂繊維糸等での縫合、外被材の接着固定、縫合と接着の両方で被覆することが可能である。

上記シート状の外被材が樹脂フィルム、プラスチック−金属フィルム、金属箔等の場合は、被覆工程の容易さの観点から、真空パックやシュリンクパックが好ましい。

外被材がセラミックコーティング、樹脂コーティング等の場合は、コア材に刷毛やスプレーで塗布することにより、コア材を外被材で被覆することが可能である。

加圧成形したコア材と外被材から構成される断熱材に線状のくぼみを設け、断熱材に柔軟性を付与することも可能である。線の形態は、断熱材の使用状況に応じて直線状、曲線状、破線状等を選ぶことができ、これらのうち２種類以上を組み合わせてもよい。線の太さ、くぼみの深さは断熱材の厚み、強度、使用状況に応じて決定される。

上記外被材は、コア材の表面全体を被覆していてもよいし、コア材を部分的に被覆していてもよい。

以下、本発明を実施例により更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

［実施例１］
実施例１では、小粒子として、ヒュームドシリカＨＤＫ−Ｎ２０（商品名、旭化成ワッカーシリコーン株式会社製）を用いた。大粒子として、シリカヒュームＥＦＡＣＯ（商品名、巴工業株式会社製）を用いた。

各粒子の平均粒子径を、ＦＥ−ＳＥＭ装置Ｓ−４７００（商品名、日立ハイテクフィールディング製）を使用して求めた。ヒュームドシリカＨＤＫ−Ｎ２０の平均粒子径は１４ｎｍであった。シリカヒュームＥＦＡＣＯの平均粒子径は１５０ｎｍであった。

自動湿式真密度測定器オートトゥルーデンサーＭＡＴ−７０００（商品名、セイシン企業製）を使用し、各粒子の真比重を求めた。シリカヒュームＥＦＡＣＯの真比重Ｃ_Ｌは２．２であり、ヒュームドシリカＨＤＫ−Ｎ２０の真比重Ｃ_Ｓは２．２であった。これより、実施例１における０．０３５Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌは０．０３５であった。

４５０ｇのシリカヒュームＥＦＡＣＯと、１５０ｇのヒュームドシリカＨＤＫ−Ｎ２０を、ボールミルにより均一に混合して、実施例１の混合粉末（粉末状のコア材）を調製した。ヒュームドシリカＨＤＫ−Ｎ２０の質量の合計値Ｍ_Ｓは１５０ｇであり、シリカヒュームＥＦＡＣＯの質量の合計値Ｍ_Ｌは４５０ｇであることから、比率Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌは０．３３であった。

上記の混合粉末３２８ｇを、内寸が縦２０ｃｍ、横２０ｃｍの金型を使用して加圧成形を行い、縦２０ｃｍ、横２０ｃｍ、厚み２０ｍｍの成形体（コア材）を得た。成形体のかさ密度は、０．４１ｇ・ｃｍ^−３だった。

実施例１の成形体には、成形欠陥は見られなかった。この成形体の２５℃での熱伝導率を、熱伝導率測定装置オートΛ ＨＣ−０７４ ２００（商品名、英弘精機株式会社製）を利用して測定した。実施例１の成形体の熱伝導率は、０．０２７Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１であった。

外被材としてＴガラスクロス（商品名、日東紡製）を使用して、実施例１の成形体を厚み方向の上下から挟み、Ｔガラス繊維（商品名、日東紡製）で縫合し、断熱材とした。コア材は縫合糸の張力によっても変形や破損はしなかった。

［実施例２］
４５７．５ｇのシリカヒュームＥＦＡＣＯと、４２．５ｇのヒュームドシリカＨＤＫ−Ｎ２０を、実施例１と同様にして混合して、実施例２の混合粉末を調製した。実施例２における比率Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌは０．０９２であった。

実施例２の混合粉末４６７ｇを、実施例１と同様にして加圧成形して成形体（コア材）を得た。成形体のかさ密度は０．５８ｇ・ｃｍ^−３であった。実施例１と同様にして金型から取り出した実施例２の成形体に成形欠陥は見られなかった。

実施例２の成形体の２５℃での熱伝導率を、実施例１と同様にして測定した。実施例２の成形体の熱伝導率は、０．０３６Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１であった。

実施例１と同様にして実施例２の成形体を厚み方向の上下から挟み、縫合した。コア材は縫合糸の張力によっても変形や破損はしなかった。

［参考例３］
５５．０ｇのシリカヒュームＥＦＡＣＯと、１６５ｇのヒュームドシリカＨＤＫ−Ｎ２０を、実施例１と同様にして混合して、参考例３の混合粉末を調製した。参考例３における比率Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌは３．０であった。

参考例３の混合粉末１４８ｇを、実施例１と同様にして加圧成形して成形体を得た。成形体のかさ密度は０．１９ｇ・ｃｍ^−３であった。実施例１と同様にして金型から取り出した参考例３の成形体に成形欠陥は見られなかった。

参考例３の成形体の２５℃での熱伝導率を、実施例１と同様にして測定した。参考例３の成形体の熱伝導率は、０．０２０Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１であった。

実施例１と同様にして参考例３の成形体を厚み方向の上下から挟み、縫合した。コア材は縫合糸の張力によっても変形や破損はしなかった。

［実施例４］
シリカヒュームＥＦＡＣＯの代わりに、３８４ｇのシリカヒュームＳＦ−ＳＴ（商品名、巴工業株式会社製）と、１２８ｇのヒュームドシリカＨＤＫ−Ｎ２０とを、Ｍ２０汎用ミル（商品名、ＩＫＡジャパン株式会社製）を使用して均一に混合した後、３２ｇの無機繊維であるセラミックファイバーのＳＣバルク１２６０（商品名、新日本サーマルセラミックス株式会社製）と、６４ｇの赤外不透明化粒子であるケイ酸ジルコニウムのミクロパックスＳ（商品名、ハクスイテック株式会社製）を添加して、Ｍ２０汎用ミルを使用して均一に混合し、実施例４の混合粉末（粉末状のコア材）を調製した。実施例４における比率Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌは０．３３であった。

実施例１と同様にしてシリカヒュームＳＦ−ＳＴの平均粒子径及び真比重Ｃ_Ｌを求めたところ、それぞれ８０ｎｍ及び２．２であった。したがって、実施例４における０．０３５Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌは０．０３５であった。

実施例４の混合粉末３００ｇずつを、内径が直径３０ｃｍの円筒型の金型を使用して加圧成形を行い、直径３０ｃｍ、厚み２０ｍｍの円板状の成形体を２枚得た。成形体のかさ密度は、共に０．２１ｇ・ｃｍ^−３であった。実施例４の成形体に成形欠陥は見られなかった。

この２枚の成形体を用いて、４００℃での熱伝導率を、保護熱板法熱伝導率測定装置（英弘精機株式会社製）を利用して測定した。円板状の成形体の熱伝導率は、０．０４０Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１であった。

外被材として収縮フィルムであるＣｒｙｏｖａｃ(R) Ｄ−９４０（商品名、Ｓｅａｌｄ Ａｉｒ製）を使用して、実施例４の成形体をシュリンクパックした。コア材はシュリンクパックによっても変形や破損はしなかった。

［実施例５］
１２５ｇのヒュームドシリカＨＤＫ−Ｎ２０と、３７５ｇのシリカヒュームＥＦＡＣＯとを、実施例４と同様に混合した後、６ｇの無機繊維であるＳ−２グラスファイバー チョップドストランド（商品名、ＡＧＹ社製）と、９４ｇのミクロパックスＳを添加して、実施例と同様に均一に混合し、実施例５の混合粉末（粉末状のコア材）を調製した。実施例５における比率Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌは０．３３であった。

実施例５の混合粉末４２４ｇを、実施例１と同様にして加圧成形して成形体（コア材）を得た。成形体のかさ密度は０．５３ｇ・ｃｍ^−３であった。実施例１と同様にして金型から取り出した実施例５の成形体に成形欠陥は見られなかった。

実施例５の成形体の２５℃での熱伝導率を、実施例１と同様にして測定した。実施例５の成形体の熱伝導率は、０．０２８Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１であった。

外被材として真空パック用フィルムである飛竜（商品名、旭化成パックス（株）製）を使用して、実施例５の成形体を真空パックした。コア材は真空パックによっても変形や破損はしなかった。

［実施例６］
シリカヒュームＥＦＡＣＯの代わりに、ＳＦ−シリカヒューム２５ｋｓｐｐＢＡＧ（商品名、巴工業株式会社製）を使用した他は、実施例１と同様にして、実施例６の混合粉末を調製した。

実施例１と同様にしてＳＦ−シリカヒューム２５ｋｓｐｐＢＡＧの平均粒子径及び真比重Ｃ_Ｌを求めたところ、それぞれ３２０ｎｍ及び２．２であった。したがって、実施例６における０．０３５Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌは０．０３５であった。

実施例６の混合粉末３８４ｇを、実施例１と同様にして加圧成形して成形体（コア材）を得た。成形体のかさ密度は０．４８ｇ・ｃｍ^−３であった。実施例１と同様にして金型から取り出した実施例６の成形体に成形欠陥は見られなかった。

実施例６の成形体の２５℃での熱伝導率を、実施例１と同様にして測定した。実施例６の成形体の熱伝導率は、０．０２４Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１であった。

実施例５と同様にして実施例６の成形体を真空パックした。コア材は真空パックによっても変形や破損はしなかった。

［実施例７］
シリカヒュームＥＦＡＣＯの代わりに、ハイプレシカＦＱ Ｎ２Ｎ ５μｍ（商品名、宇部日東化成株式会社製）を使用した他は、実施例１と同様にして、実施例７の混合粉末を調製した。

実施例１と同様にしてハイプレシカＦＱ Ｎ２Ｎ ５μｍの平均粒子径及び真比重Ｃ_Ｌを求めたところ、それぞれ５μｍ及び２．２であった。したがって、実施例７における０．０３５Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌは０．０３５であった。

実施例７の混合粉末４００ｇを、実施例１と同様にして加圧成形して成形体（コア材）を得た。成形体のかさ密度は０．５０ｇ・ｃｍ^−３であった。実施例１と同様にして金型から取り出した実施例７の成形体に成形欠陥は見られなかった。

実施例７の成形体の２５℃での熱伝導率を、実施例１と同様にして測定した。実施例７の成形体の熱伝導率は、０．０２８Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１であった。

実施例５と同様にして実施例７の成形体を真空パックした。コア材は真空パックによっても変形や破損はしなかった。

［参考例８］
４８３ｇのシリカヒュームＳＦ−ＳＴと、１７．０ｇのヒュームドシリカＨＤＫ−Ｎ２０を、高速回転式粉砕機であるロータリークラッシャーＮＲ−０８（商品名、三庄インダストリー株式会社製）を使用して、短時間で均一に混合し、参考例８の混合粉末を調製した。参考例８における比率Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌは０．０３５であった。

参考例８の混合粉末４８２ｇを、実施例１と同様にして加圧成形して成形体（コア材）を得た。成形体のかさ密度は０．６０ｇ・ｃｍ^−３であった。実施例１と同様にして金型から取り出した参考例８の成形体に成形欠陥は見られなかった。

参考例８の成形体の２５℃での熱伝導率を、実施例１と同様にして測定した。参考例８の成形体の熱伝導率は、０．０３０Ｗ・ｍ^−１・Ｋ^−１であった。

実施例５と同様にして参考例８の成形体を真空パックした。コア材は真空パックによっても変形や破損はしなかった。

［比較例１］
１２２ｇのヒュームドシリカＨＤＫ−Ｎ２０を、実施例１と同様にして加圧成形して成形体を得た。

実施例１と同様にして金型から取り出したヒュームドシリカＨＤＫ−Ｎ２０の成形体には、成形欠陥が見られ、取り出す際に成形体の一部が破損した。前記成形体を実施例１と同様にして比較例１の成形体を厚み方向の上下から挟み、縫合したところ、コア材は縫合糸の張力によってさらに破損した。

［比較例２］
５０９．６ｇのシリカヒュームＳＦ−ＳＴと、１０．４ｇのヒュームドシリカＨＤＫ−Ｎ２０を、参考例８と同様にして混合して、比較例２の混合粉末を調製した。比較例２における比率Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌは０．０２０であった。

比較例２の混合粉末５０４ｇを、実施例１と同様にして加圧成形したところ、成形体は極めて脆く、金型から取り出す際に破損した。そのため、比較例２の成形体は外被材で被覆することができなかった。

［比較例３］
３２ｇのシリカヒュームＥＦＡＣＯと、１２８ｇのヒュームドシリカＨＤＫ−Ｎ２０を、実施例１と同様にして混合して、比較例３の混合粉末を調製した。比較例３における比率Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌは４．０であった。

比較例３の混合粉末１４１ｇを、実施例１と同様にして加圧成形して成形体を得た。成形体のかさ密度は０．１８ｇ・ｃｍ^−３であった。実施例１と同様にして金型から取り出した比較例３の成形体には、成形欠陥が見られ、取り出す際に成形体の一部が破損した。前記成形体を実施例５と同様にして比較例３の成形体を真空パックしたところ、コア材はさらに破損した。

１…断熱材、２…コア材、３…外被材、Ｓ…小粒子、Ｌ…大粒子。

Claims (6)

1. シリカを含む第一の無機化合物からなり、平均粒子径Ｄ_Ｓが５ｎｍ以上５０ｎｍ未満であり、比重がＣ_Ｓである複数の小粒子と、シリカを含む第二の無機化合物からなり、平均粒子径Ｄ_Ｌが５０ｎｍ以上１００μｍ以下であり、比重がＣ_Ｌである複数の大粒子と、を含むコア材と、
   前記コア材を収容する外被材と、
   を備え、
   無機繊維の含有率が０質量％以上２０質量％以下であり、
   前記複数の小粒子の質量の合計値Ｍ_Ｓと前記複数の大粒子の質量の合計値Ｍ_Ｌとの比率Ｍ_Ｓ／Ｍ_Ｌが０．０９２Ｃ_Ｓ／Ｃ_Ｌ以上０．９以下である、
   断熱材。
2. 前記コア材が、平均粒子径が０．５μｍ以上３０μｍ以下である赤外線不透明化粒子、及び前記無機繊維をさらに含有し、
   前記小粒子及び前記大粒子の含有率の合計値が３０質量％以上９７．５質量％以下であり、
   前記赤外線不透明化粒子の含有率が２質量％以上５０質量％以下であり、
   前記無機繊維の含有率が０．５質量％以上２０質量％以下である、
   請求項１に記載の断熱材。
3. 前記無機繊維の平均太さが１μｍ以上２０μｍ以下である、
   請求項２に記載の断熱材。
4. 前記無機繊維が生体溶解性を有する、
   請求項２又は３に記載の断熱材。
5. 前記外被材が無機繊維を含む、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の断熱材。
6. 前記外被材が樹脂フィルムである、
   請求項１〜４のいずれか一項に記載の断熱材。

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