JP7160837B2

JP7160837B2 - 硬化表面を有するコア疎水性断熱板

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Publication number: JP7160837B2
Application number: JP2019559796A
Authority: JP
Inventors: ガイスラーマティアス; メンツェルフランク
Original assignee: Evonik Operations GmbH
Current assignee: Evonik Operations GmbH
Priority date: 2017-05-17
Filing date: 2018-05-08
Publication date: 2022-10-25
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Description

本発明は、新規のコア疎水性断熱板およびその製造方法に関する。

西独国特許出願公開第３０３７４０９号明細書からは、発泡パーライトからなる断熱材を、ステアリン酸塩、シリコネート（Ｓｉｌｉｋｏｎａｔ）、ワックス、および脂肪を用いて撥水性に形成することが公知である。撥水性の形成は、それらの物質による表面コーティングに起因する。そのように処理された断熱材は、その表面において疎水化されており、液体水ははじくものの、空気湿度の形の水蒸気は吸収する。そのため、断熱特性の悪化をもたらす。

欧州特許出願公開第１９８８２２８号明細書には、混合プロセス中に有機シランを添加して、疎水性の微多孔性断熱成形体へとプレス加工する方法が記載される。その結果として生じる断熱成形体は、くまなく疎水化されている。この方法の不利点と見なせるのは、頑丈なプレートへのプレス加工が、特に、疎水化の際にガス状生成物が生成する場合には、非常に困難であることである。

国際公開第２０１３／０１３７１４号には、適切な親水性成形体をガス状疎水化剤で処理して、くまなく疎水化されたシリカ含有断熱成形体を製造する方法が開示される。そのような断熱体は、優れた断熱特性を有するものの、もはや水性コーティング剤で効率よく後処理できないという不利点を有する。

したがって、極性材料、典型的には水性材料、例えば、水性の塗料、コーティング剤等との良好な付着性を有する、くまなく疎水化された断熱材を提供するという課題が存在した。もう１つの課題は、そのようなプレートの、技術的に簡単に実施可能であり、かつ経済的な製造方法を提供することであった。

本発明の主題は、それぞれ、試験片への測定プローブの侵入深さが同じ場合に、プレート表面で測定した破壊時の圧縮応力が、プレート表面と平行するプレート中央横断面の断面で測定した破壊時の圧縮応力よりも高い、くまなく疎水化された二酸化ケイ素含有断熱板である。

ＳＥＭ－ＥＤＸ分析による、本発明の断熱板を示す図。本発明によるプレートを示す図。パンチの側面図。パンチの底面図。標準力［Ｎ］および変形［％］を示すグラフ。標準力［Ｎ］および変形［％］を示すグラフ。

本発明によるプレートの表面およびコアでの化学的および機械的な材料特性は、互いに著しく異なり得る。それらの材料特性を、比肩し得るやり方で互いに比較できるよう、外側プレート表面（図２、１）の特性を、プレート表面と平行するプレート中央横断面の断面（図２、２）で測定した特性と比較した。その際、外側プレート表面は、さらなる準備なく、以下でさらに詳細に記載するように直接に分析できる。内側断面を生み出すためには、分析対象プレートをその中央で外表面に対して平行に切断できるため（図２）、その結果として生じるプレートが、半分の厚さ、および本来のプレートのコアの特性を付与する新しい外表面（図２、２）を有することになる。

以下でさらに記載される破壊時の圧縮応力値が、被検査プレートの表面硬さの互いの比較を可能にする。そのような圧縮応力測定は、ＤＩＮＥＮ８２６：２０１３「建築用断熱材－圧縮荷重時の挙動の測定」およびＩＳＯ６６０３－２：２０００「プラスチック－硬質プラスチックの穴開け衝撃（Ｄｒｕｃｋｓｔｏｓｓ）挙動の測定－第２部：計装化衝撃試験」に準拠して行う。標準的には、ＤＩＮＥＮ８２６：２０１３に基づいて、プレートの１０％圧縮ひずみ時の圧縮応力を測定する。それに対して、ＩＳＯ６６０３－２：２０００に基づくと、比較的高い衝撃エネルギーを使用して、鋭角の試験プローブを用いて比較的硬質のプラスチック体に穴を開ける。本発明によるプレートは、典型的には、プレートコアよりも機械的に硬質であるものの、絶対的に見ると、プラスチック表面よりは、はるかに軟質である表面を有するため、本発明によるプレートの表面硬さを測定するには、ＤＩＮＥＮ８２６：２０１３およびＩＳＯ６６０３－２：２０００の技術的教示を有利に組み合わせる新しい試験方法を適用することが合理的であると見出された。この組み合わせ法を、以下で詳細に記載する。

水平に置いた、少なくとも１００ｍｍの辺長および少なくとも１０ｍｍの厚さを有する正方形面の分析対象プレートを、その試料上で中心に配置されたプレスのパンチを用いて（図３：側面図；図４底面図）、上から下に向かって押した。パンチは、それぞれ３ｍｍの直径を有する９つの同一の円形測定プローブを有する。このパンチを用いて、４ｍｍ／分の送り速度で試料表面に押し込み、その際、生じる圧縮力（Ｎ）および試験プローブの、分析対象表面への侵入深さ（ｍｍ）を測定する。分析対象表面への、測定プローブの一定侵入深さにおいて測定された圧縮力は、測定プローブの面積を介して圧縮応力へと換算でき、
σ_ｎ＝Ｆ_ｎ／Ａ、
式中、σは、特定侵入深さｎ（ｍｍ）での圧縮応力（Ｐａ）であり、Ｆ_ｎは、測定された圧縮力（Ｎ）であり、Ａは、測定プローブの断面積（ｍ^２）（本ケースでは、Ａ＝９ｘ７．０７ｍｍ^２＝６３．６ｘ１０^－６ｍ^２）である。この測定に基づき、それぞれの表面に特徴的である圧縮応力－侵入深さ曲線を作成できる。そのようにして得られた、本発明によるプレートの外側プレート表面に対する圧縮応力－侵入深さ曲線（標準力（Ｓｔａｎｄａｒｄｋｒａｆｔ）［Ｎ］－変形［％］）を観察すると、測定プローブの下側にある硬質表面の破壊に相当する屈曲（勾配の急変）を容易に識別できる（図５、ａ）。それに対して、同じやり方でプレートのコアをその中央断面で分析すると、圧縮応力－侵入深さ曲線の推移には屈曲が認められない（図５、ｂ）。この両曲線を互いに比較すると、プレートの外表面での破壊時の圧縮応力を、同じ侵入深さにおいて内表面で測定した、相応する破壊時の圧縮応力に関連づけることができる。その結果、コア、「内」表面（Ｉ）の硬さに対する外表面（Ａ）の相対硬さを表す比率（Ａ／Ｉ）が生じる。この比率は、１００を掛けると、相応する、外側硬さの、内側硬さに対する比率（百分率）を与える。１００％という値は、プレートの外表面の材料および内部の材料の等しい硬さに相当する。１００％超の値は、コアよりも硬い外表面に相当する。この、百分率での比率から１００を差し引くと、外側硬さと内側硬さとの間の百分率での差が得られる。
Δ（Ａ／Ｉ）、％＝（１００ｘＡ／Ｉ）－１００
それぞれ、試験片への測定プローブの侵入深さが同じ場合に、本発明によるプレートのプレート表面で測定した破壊時の圧縮応力は、プレート表面と平行するプレート中央横断面の断面で測定した破壊時の圧縮応力よりも高い。
それぞれ、試験片への測定プローブの侵入深さが同じ場合に、好ましくは、プレート表面で測定した破壊時の圧縮応力が、プレート表面と平行するプレート中央横断面の断面で測定した破壊時の圧縮応力よりも少なくとも２０％、特に好ましくは少なくとも３０％高い。

本発明の断熱板は、乳白剤、繊維、および／または微細無機添加剤を含有してもよい。
補強のため、つまり機械的強化のために、繊維を共に使用する。その繊維は、無機起源であるか、または有機起源であってもよく、混合物の最高１２重量％であり得る。使用可能な無機繊維の例は、ガラスウール、ロックウール、バサルト繊維、スラグウール、およびアルミニウムおよび／または二酸化ケイ素ならびにさらなる無機金属酸化物の溶融体からなるセラミック繊維である。純粋な二酸化ケイ素繊維は、例えば、シリカ繊維である。使用可能な有機繊維の例は、セルロース繊維、紡織用繊維、またはプラスチック繊維である。繊維の直径は、好ましくは１～１２μｍ、特に好ましくは６～９μｍであり、長さは、好ましくは１～２５ｍｍ、特に好ましくは３～１０ｍｍである。

本発明の断熱板は、少なくとも１つのＩＲ乳白剤を含有してもよい。そのようなＩＲ乳白剤は、断熱材の赤外線透過率を下げ、その結果、放射線による伝熱を最低限に抑える。
好ましくは、ＩＲ乳白剤を、炭化ケイ素、二酸化チタン、二酸化ジルコニウム、イルメナイト、チタン酸鉄、酸化鉄、ケイ酸ジルコニウム、酸化マンガン、グラファイト、カーボンブラック、およびそれらの混合物からなる群から選択する。好ましくは、それらの乳白剤が、赤外スペクトル範囲の１．５～１０μｍの間において最大値を有する。乳白剤の粒径は、通常、０．１～２５μｍの間である。

本発明による断熱板は、二酸化ケイ素を含有する。二酸化ケイ素は、好ましくは、高熱法シリカおよび／またはエアロゲルの形で存在する。

二酸化ケイ素エアロゲルは、水性二酸化ケイ素ゲルの特殊な乾燥方法によって製造する。二酸化ケイ素エアロゲルは、同じく非常に高度の細孔構造を有するため、きわめて有効な断熱材である。

高熱法シリカは、揮発性ケイ素化合物、例えば、有機クロロシランおよび無機クロロシランの火炎加水分解によって製造する。この方法では、蒸発させたか、またはガス状の加水分解性ハロゲン化ケイ素を、水素および含酸素ガスの燃焼によって形成された火炎と反応させる。その際、燃焼炎が、ハロゲン化ケイ素を加水分解させるための水および加水分解反応に十分な熱を提供する。そのように製造されたシリカを高熱法シリカと呼ぶ。このプロセスでは、まず、内部細孔をほぼ含まない一次粒子が形成される。この一次粒子が、プロセス最中に、いわゆる「焼結ネック」を介して凝集体へと融合する。その構造に起因し、高熱法により製造されたシリカは、理想的な断熱材であるが、なぜなら、凝集体構造が、十分な機械的安定性をもたらし、固体導電性による伝熱を「焼結ネック」を介して最低限に抑え、かつ十分に高い多孔性を生み出すからである。

さらに、本発明による断熱板には、無機充填材を添加してもよい。使用可能であるのは、合成的に製造した、二酸化ケイ素の様々な改質物、例えば、沈降シリカ、アークシリカ、ケイ素またはケイ素鉄を電気化学的に製造する際に揮発性一酸化ケイ素の酸化により生じるＳｉＯ_２含有フライアッシュである。ケイ酸塩、例えば、ケイ酸カルシウム、ケイ酸マグネシウム、および混合ケイ酸塩、例えばカンラン石を酸で浸出することにより製造されるシリカも同じく可能である。さらに、天然ＳｉＯ_２含有化合物、例えば、珪藻土を使用してもよい。同じく、熱膨張させた鉱物、例えば、パーライトおよびバーミキュライト、微細金属酸化物、例えば、酸化アルミニウム、二酸化チタン、酸化鉄を添加してもよい。

本発明による断熱板は、好ましくは少なくとも５０重量％、特に好ましくは少なくとも６０重量％、とりわけ好ましくは少なくとも７０重量％の二酸化ケイ素、および好ましくは少なくとも５重量％、特に好ましくは少なくとも１０重量％、とりわけ好ましくは少なくとも１５重量％のＩＲ乳白剤を含有する。

本発明の特別な一実施形態は、本発明による断熱板が、４５～９５重量％、好ましくは５５～９０重量％の高熱法二酸化ケイ素および／または二酸化ケイ素エアロゲル、５～２０重量％、好ましくは７～１５重量％の乳白剤、５～３５重量％、好ましくは１０～３０重量％の微細無機添加剤、および０～１２重量％、好ましくは１～５重量％の繊維を含有することを想定する。

本発明の断熱板は、０．０５～１５重量％の炭素を含有してもよく、炭素含有量は、好ましくは０．１～１０重量％、特に好ましくは０．５～８重量％である。その際、炭素含有量は、表面処理程度の指数として使用できる。

炭素含有量は、例えば、キャリアガス熱抽出分析により、例えば、ＬＥＣＯ社のＣＳ２４４型またはＣＳ６００型の装置を利用して測定できる。その際、サンプル物質を、セラミックるつぼに計量し、燃焼用添加剤（Ｖｅｒｂｒｅｎｎｕｎｇｓｚｕｓｃｈｌａｇ）を供給し、誘導炉中の酸素流下で加熱する。その際、存在する炭素がＣＯ_２へと酸化される。そのガス量を、赤外線検出器により定量する。炭素の定量に適切な別の試験方法も使用できる。

本発明による断熱板は、好ましくは５～５００ｍｍ、特に好ましくは１０～３００ｍｍ、とりわけ好ましくは２０～２００ｍｍの厚さを有する。

本発明の断熱板は、好ましくは、プレートのコアよりも高い物質密度を有するコーティングで包被されている。そのようなコーティングは、図１に示すように、例えば、ＳＥＭ－ＥＤＸ分析（エネルギー分散型Ｘ線分光法）を用いて、本発明による断熱板の横断面において観察および分析することができる。プレートのコアよりも明るく見える、プレートのコーティングは、ＳｉＫシリーズ（ＳｉＫＳｅｒｉｅ）の分析において、より高い物質密度を示唆する。そのようなコーティングの平均厚さは、好ましくは１００～２０００μｍ、特に好ましくは２００～１０００μｍである。

本発明による断熱板の表面は、図１から明らかなように、好ましくは比較的高い粗さを有する。プレート表面の粗さは、ＤＩＮＥＮＩＳＯ４２８７に準拠して分析可能であり、その際、本発明による断熱板は、好ましくは、１００～５００μｍ、特に好ましくは１５０～４００μｍの溝深さＲ_ｖ、および好ましくは１００～５０００μｍ、特に好ましくは２００～４０００μｍ、とりわけ好ましくは３００～３０００μｍの平均溝間隔Ｒ_ｓｍを有する。

本発明による断熱板は、くまなく疎水化されている、つまり、プレートのコア同様にその表面も、例えば疎水化剤によって、プレートの内側同様に外側も疎水性を有するように処理されている。

本発明の趣旨での用語「疎水性」および「疎水化」は同等であり、水のような極性媒体に対する低い親和性を有する粒子に関する。それに対して、親水性粒子は、水のような極性媒体に対して高い親和性を有する。疎水性材料の疎水性は、通常、適切な非極性基をシリカ表面に付着することで達成され得る。粉末状疎水性シリカの疎水性の程度は、とりわけ、そのメタノール濡れ性によって測定でき、例えば、国際公開第２０１１／０７６５１８号の５～６ページで詳細に記載されている。純水中では、疎水性シリカは、水から完全に分離して、溶媒で濡れることなく水表面上を浮遊する。それに対して、純メタノール中では、疎水性シリカが溶媒体積全体にわたって分散し、完全な濡れが起こる。メタノール濡れ性の測定では、メタノール・水試験混合物中において、シリカの濡れがまだ起こらない、つまり使用したシリカの１００％が、試験混合物との接触後に試験混合物から分離して、濡れずにとどまるメタノール最大含有量を測定する。メタノール・水混合物中でのこのメタノール含有量（重量％）を、メタノール濡れ性と呼ぶ。そのようなメタノール濡れ性が高ければ高いほど、シリカはいっそう疎水性である。メタノール濡れ性が低ければ低いほど、材料の疎水性がいっそう低く、かつ親水性はいっそう高い。

前記のメタノール濡れ性は、プレート表面の疎水性の定性的、さらには定量的な特性化にも使用できる。その際、水平に置いた分析対象表面を、メタノール・水混合物の液滴で処理する。その際、液滴は表面からはじかれる（ａｂｐｅｒｌｅｎ）、つまりおよそ９０～１８０°の接触角を有する液滴の形で表面にとどまるか、または表面を濡らす、つまり表面上で広がり、表面と９０°未満の接触角を形成するか、またはプレートの材料中へと完全に吸収される場合がある。試験表面を、異なる濃度を有する一連のメタノール・水混合物で処理することができる。メタノール・水試験混合物中の、まだ表面の濡れが起こらないメタノール最大含有量を、本発明の趣旨では、表面のメタノール濡れ性ＯＢ_ＭｅＯＨ、％と呼ぶ。

本発明の断熱板は、メタノール・水混合物中の、好ましくは少なくとも５重量％、特に好ましくは１０～９０重量％、とりわけ好ましくは２０～８０重量％のメタノールというメタノール濡れ性を有するプレート表面を有する。
プレート表面と平行する、本発明による断熱板の中央横断面の断面は、メタノール・水混合物中の、好ましくは少なくとも５重量％、特に好ましくは１０～９０重量％、とりわけ好ましくは２０～８０重量％のメタノールというメタノール濡れ性を有する。

本発明による断熱板は、極性コーティング剤、特に水性材料との良好な付着性を有する。本発明の断熱板は、例えば、水性塗料、水性のコーティング剤、接着剤、および／またはセメント、プラスターもしくはモルタルを含有する水性調合剤で処理するために使用できる。

本発明による断熱板は、コーティングされていない形または付加的にコーティングされた形で、特に好ましくは建物の外断熱用に使用できる。

本発明のもう１つの主題は、次のステップ：
ａ）ケイ素含有表面改質剤による、親水性二酸化ケイ素含有プレートの処理、
ｂ）表面改質剤で処理したプレートの乾燥および／または熱処理による、コートプレートの形成、
ｃ）疎水化剤による、コートプレートの疎水化
を含む、くまなく疎水化された二酸化ケイ素含有断熱板の製造方法である。

本発明による方法のステップａ）で使用するケイ素含有表面改質剤は、好ましくは、シリカゾル、シロキサンオリゴマー、ケイ酸塩、および水ガラスからなる群から選択される。この表面改質剤は、ステップａ）において、溶媒を伴わずに、または特に好ましくは溶液として使用してもよい。特に好ましくは、ステップａ）において、少なくとも１つの表面改質剤と、水、アルコール、エーテル、およびエステルからなる群から選択される少なくとも１つの溶媒とを含有する溶液を使用する。とりわけ好ましくは、本発明による方法のこのステップにおいて、表面改質剤の水性溶液を使用する。

本発明の特別な一実施形態では、本発明による方法のステップａ）において、ケイ素含有表面改質剤を、繊維材料と一緒にプレート表面に塗布してもよい。その代わりに、そのような繊維材料を、表面改質剤での処理後に塗布してもよい。特に好ましくは、ステップａ）において表面改質剤で処理したプレート上に、繊維からなるカバー層を塗布する。それは、例えば、不織布または多孔質膜であり得る。前記の繊維材料は、引き続き簡略化して繊維と呼ばれるが、無機起源であるか、または有機起源であってもよい。使用可能な無機繊維材料の例は、ガラスウール、ロックウール、バサルト繊維、スラグウール、およびアルミニウムおよび／または二酸化ケイ素ならびにさらなる無機金属酸化物の溶融体からなるセラミック繊維である。純粋な二酸化ケイ素繊維は、例えば、シリカ繊維である。使用可能な有機繊維の例は、セルロース繊維、紡織用繊維、またはプラスチック繊維である。繊維の直径は、好ましくは１～２００μｍ、特に好ましくは５～１００μｍであり、目付け量は、好ましくは１０～１０００ｇ／ｍ^２、特に好ましくは１５～５００ｇ／ｍ^２である。

使用する表面改質剤の相対量は、一方ではコーティングの厚さ、それゆえ、表面の機械的および化学的な特性に対して決定的な役割を果たし得て、かつ他方では製造されるプレートの総費用に本質的に影響を及ぼし得る。特に好ましくは、本発明による方法のステップａ）において、ステップｂ）で生み出される層が１００～２０００μｍの平均厚さを有するほどの量の表面改質剤を使用する。平均層厚は、例えば、ＳＥＭ－ＥＤＸ撮影から、少なくとも１００の無作為に選択した表面箇所からの平均値として視覚的に測定できる。

本発明による方法のステップｃ）では、Ｒ_ｎ－Ｓｉ－Ｘ_４－ｎ、Ｒ_３Ｓｉ－Ｙ－ＳｉＲ_３、Ｒ_ｎＳｉ_ｎＯ_ｎ、（ＣＨ_３）_３－Ｓｉ－（Ｏ－Ｓｉ（ＣＨ_３）_２）_ｎ－ＯＨ、ＨＯ－Ｓｉ（ＣＨ_３）_２－（Ｏ－Ｓｉ（ＣＨ_３）_２）_ｎ－ＯＨ（式中、ｎ＝１～８、Ｒ＝－Ｈ、－ＣＨ_３、－Ｃ_２Ｈ_５；Ｘ＝－Ｃｌ、－Ｂｒ；－ＯＣＨ_３、－ＯＣ_２Ｈ_５、－ＯＣ_３Ｈ_８、Ｙ＝ＮＨ、Ｏ）からなる群から選択される少なくとも１つの有機シランを、疎水化剤として使用してもよい。好ましくは、疎水化剤を、ＣＨ_３ＳｉＣｌ_３、（ＣＨ_３）_２ＳｉＣｌ_２、（ＣＨ_３）_３ＳｉＣｌ、Ｃ_２Ｈ_５ＳｉＣｌ_３、（Ｃ_２Ｈ_５）_２ＳｉＣｌ_２、（Ｃ_２Ｈ_５）_３ＳｉＣｌ、Ｃ_３Ｈ_８ＳｉＣｌ_３、ＣＨ_３Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３、（ＣＨ_３）_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_２、（ＣＨ_３）_３ＳｉＯＣＨ_３、Ｃ_２Ｈ_５Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３、（Ｃ_２Ｈ_５）_２Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_２、（Ｃ_２Ｈ_５）_３ＳｉＯＣＨ_３、Ｃ_８Ｈ_１５Ｓｉ（ＯＣ_２Ｈ_５）_３、Ｃ_８Ｈ_１５Ｓｉ（ＯＣＨ_３）_３、（Ｈ_３Ｃ）_３ＳｉＮＨＳｉ（ＣＨ_３）_３（ＣＨ_３）_３ＳｉＯＳｉ（ＣＨ_３）_３、（ＣＨ_３）_８Ｓｉ_４Ｏ_４［オクタメチルテトラシクロシロキサン］、（ＣＨ_３）_６Ｓｉ_３Ｏ_３［ヘキサメチルトリシクロシロキサン］、および（ＣＨ_３）_３Ｓｉ（ＯＳｉ（ＣＨ_３）_２）_４ＯＨ［低分子量ポリシロキサノール］、およびそれらの混合物からなる群から選択する。特に好ましくは、（ＣＨ_３）_３ＳｉＣｌ、（ＣＨ_３）_２ＳｉＣｌ_２、ＣＨ_３ＳｉＣｌ_３、（ＣＨ_３）_３ＳｉＮＨＳｉ（ＣＨ_３）_３および（ＣＨ_３）_８Ｓｉ_４Ｏ_４を使用する。

その際、特に好ましくは、ステップｃ）を行う温度においてガス状の疎水化剤を使用する。とりわけ好ましくは、疎水化剤として、少なくとも１つのアルキル基および標準圧力において２００℃未満の沸点を有する、２５℃において液状の化合物を使用する。

本発明による方法は、ステップｃ）において疎水化剤を導入する最中または導入後に極性物質を使用するというやり方で行うこともできる。好ましくは、それらの極性物質は、水、アルコール、および／またはハロゲン化水素である。

本発明による方法の個々のステップの実施は、１回であっても順々に複数回行ってもよい。本発明による方法のステップａ）およびｂ）は、例えば、ステップｃ）を行う前に、複数回、交互に続けて行ってもよい。他方では、ステップｃ）の後に、さらに少なくとも１回、ステップａ）および／またはｂ）を行ってもよい。

本発明による方法の間、２０℃～３００℃の温度に調整されていると有利であるかもしれない。それにより、処理時間を制御できる。使用する表面改質剤および疎水化剤の種類に応じて、５０～２００℃の温度を選択すると特に有利であるかもしれない。

本発明による方法のステップｃ）における疎水化剤での処理の終了後に、疎水性になった断熱板から、場合によっては過剰の有機シランおよび反応生成物を加熱により除去してもよい。

例
外表面およびコア特性の分析
外側プレート表面（図２、１）は、さらなる準備なく、以下でさらに詳細に記載するように直接に分析した。それに対して、プレートコアの化学的および機械的な特性は、プレートの中央横断面（図２、２）で測定した。そのためには、分析対象プレートをその中央で外表面に対して平行に切断したため（図２）、その結果として生じるプレートが、半分の厚さ、および本来のプレートのコアの特性を付与する新しい外表面（図２、２）を有することになる。

破壊時の圧縮応力およびΔ（Ａ／Ｉ）、％の測定
水平に置いた、少なくとも１００ｍｍの辺長および少なくとも１０ｍｍの厚さを有する正方形面の分析対象プレートを、その試料上で中心に配置されたプレスのパンチを用いて（図３：側面図；図４：底面図）、上から下に向かって押した。パンチは、それぞれ３ｍｍの直径を有する９つの同一の円形測定プローブを有する。このパンチを用いて、４ｍｍ／分の送り速度で試料表面に押し込み、その際、生じる圧縮力（Ｎ）および試験プローブの、分析対象表面への侵入深さ（ｍｍ）を測定する。分析対象表面への、測定プローブの一定侵入深さにおいて測定された圧縮力は、測定プローブの面積を介して圧縮応力へと換算でき、
σ_ｎ＝Ｆ_ｎ／Ａ、
式中、σは、特定侵入深さｎ（ｍｍ）での圧縮応力（Ｐａ）であり、Ｆ_ｎは、測定された圧縮力（Ｎ）であり、Ａは、測定プローブの断面積（ｍ^２）（本ケースでは、Ａ＝９ｘ７．０７ｍｍ^２＝６３．６ｘ１０^－６ｍ^２）である。この測定に基づき、それぞれの表面に特徴的である圧縮応力－侵入深さ曲線を作成できる。そのようにして得られた、本発明によるプレートの外側プレート表面に対する圧縮応力－侵入深さ曲線（標準力［Ｎ］－変形［％］）を観察すると、測定プローブの下側にある硬質表面の破壊に相当する屈曲（勾配の急変）を容易に識別できる（図５、ａ）。それに対して、同じやり方でプレートのコアをその中央断面で分析すると、圧縮応力－侵入深さ曲線の推移には屈曲が認められない（図５、ｂ）。この両曲線を互いに比較すると、プレートの外表面での破壊時の圧縮応力を、同じ侵入深さにおいて内表面で測定した、相応する破壊時の圧縮応力に関連づけることができる。その結果、コアの硬さに対する外表面の相対硬さを表す比率が生じる。この比率は、１００を掛けると、相応する、外表面硬さの、内表面硬さに対する比率（百分率）を与える。この、百分率での比率から１００を差し引くと、外表面硬さと内表面硬さとの間の百分率での差が得られ、その差を表１に列挙してある：
Δ（Ａ／Ｉ）、％＝（１００ｘＡ／Ｉ）－１００。

粗さＲ_ｖ、Ｒ_ｓｍの測定
表面の粗さは、ＤＩＮＥＮＩＳＯ４２８７に準拠して測定し、その際、特性値、溝深さＲ_ｖおよび溝間隔Ｒ_ｓｍを評価した。それに関する、使用した装置およびその設定の記載は以下のとおりである：
パラメータ値
測定装置ＡｌｉｃｏｎａＩｎｆｉｎｉｔｅＦｏｃｕｓ
測定原理焦点変化（Ｆｏｋｕｓｖａｒｉａｔｉｏｎ）
対物レンズ（倍率）５ｘ
垂直解像度２μｍ
横方向解像度５μｍ
同軸照明
（光源：１．０）１．２５ｍｓ
コントラスト２．３
光増幅１．０
リングライトオン（１００％）
データ後処理外れ値除去（０．１）
測定距離ｌｎ４０ｍｍ
遮断波長λｃ８ｍｍ。

表面疎水性、ＯＢ_ＭＥＯＨ、％の測定
水平に置いた分析対象表面の少なくとも５つの異なる箇所を、水またはメタノール・水混合物の液滴で処理した。適切なピペットを用いて液滴を配置した。表面に落とした液滴を、１時間の静置時間後に視覚的に評価した。その際、液滴は、全体として、およそ９０～１８０°の接触角で表面にとどまるか、または表面を濡らす、つまり表面上で広がり、表面と９０°未満の接触角を形成するか、またはプレートの材料中へと完全に吸収されることが可能であった。表面上での大部分の液滴の相応する挙動を、最初の定性結果として評価した。異なるメタノール・水混合物による液滴を用いた試験シリーズは、表面疎水性の程度に関する定量的な記載をもたらした。メタノール・水試験混合物中の、まだ表面の濡れが起こらないメタノール最大含有量（重量％）を、表面のメタノール濡れ性ＯＢ_ＭＥＯＨ、％と呼ぶ。

熱伝導率
プレートの熱伝導率は、ＥＮ１２６６７：２００１に準拠するプレート装置を用いて室温において測定した。

製造したプレートのコーティング
プレート表面に刷毛で塗り付けることにより、水性ケイ酸塩塗料（Ｂａｕｈａｕｓ、ケイ酸塩塗料「Ｓｗｉｎｇｃｏｌｏｒ」、内装用ケイ酸塩塗料、無光沢／白色）をプレートに塗布してから、塗料層を室温において乾燥させた。表面での塗料の付着性を、塗布時同様に乾燥後にも定性的に評価した。

ケイ酸塩塗料の良好な付着性を有するすべてのプレート（例１～６）は、同じく、セメントモルタルでも非常に効果的にコーティングできた。その際、セメントモルタルは、水を混ぜ合わせてペースト状にしてからすぐに、ギザ付ヘラを用いて硬化プレート上に塗布した。

比較例１
１００℃に加熱したデシケータ中に、２５０ｘ２５０ｘ２０ｍｍのサイズ、１７０ｋｇ／ｍ^３の仮比重、ならびに８０重量％の、２００ｍ^２／ｇのＢＥＴ表面積を有する高熱法シリカ、１６．０重量％の炭化ケイ素、および４．０重量％のガラス繊維（直径＝９μｍ、長さ＝６ｍｍ）という組成を有する微多孔性断熱材パネルを入れる。デシケータ中の圧力は、ウォータージェットポンプを用いて１５ｍｂａｒに下げる。続いて、圧力が３００ｍｂａｒに上がるまで、蒸気状のヘキサメチルジシラザンを、ゆっくりとデシケータ中に加える。シラン雰囲気下に１時間静置した後、疎水化されたプレートを冷却し、脱気する。
そのように製造したプレートは、くまなく疎水化されており、外表面およびコアの等しい硬さおよび比較的低い表面粗さを有した（表１）。このプレートは、ケイ酸塩塗料の塗布時にもその乾燥後にも、塗料層の非常に不利な付着性を有した。

比較例２
比較例１に記載されるように製造した疎水化プレートに、エアレススプレーガンを用いて、２５℃において水（３００ｇ／ｍ^２）を噴霧し、続いておよそ２５℃においてドラフトチャンバー内で乾燥させた。
そのように製造したプレートは、くまなく疎水性であり、外表面およびコアのほぼ等しい硬さ、ならびに比較例１よりもいくぶん高い表面粗さを有した（表１）。このプレートは、ケイ酸塩塗料の塗布時にもその乾燥後にも、塗料層の非常に不利な付着性を有した。

比較例３
２５０ｘ２５０ｘ２０ｍｍのサイズ、１７０ｋｇ／ｍ^３の仮比重、ならびに８０重量％の、２００ｍ^２／ｇのＢＥＴ表面積を有する高熱法シリカ、１６．０重量％の炭化ケイ素、および４．０重量％のガラス繊維（直径＝９μｍ、長さ＝６ｍｍ）という組成を有する微多孔性断熱材パネルを５回、順々に、１００ｇ／ｍ^２のシリカゾルＩＤＩＳＩＬ（登録商標）１５３０（水中３０重量％のＳｉＯ_２、粒径１５ｎｍ、ＥｖｏｎｉｋＲｅｓｏｕｒｃｅＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＧｍｂＨ）でコーティングし、そのつど乾燥させた。次いで、プレートを、比較例１で記載したようにデシケータ中で、蒸気状のヘキサメチルジシラザンにより疎水化した。

そのように製造したプレートは、くまなくは疎水化されていなかった。外表面は疎水性であった一方で、プレートコアは疎水性ではなかった。外表面は、プレートコアよりも８０％ほど硬質であった（表１）。表面粗さは測定しなかったものの、プレートは非常に平滑な印象を与えた。このプレートは、ケイ酸塩塗料の塗布時にもその乾燥後にも、塗料層の不利な付着性を有した。

実施例１
２５０ｘ２５０ｘ５０ｍｍのサイズ、１７０ｋｇ／ｍ^３の仮比重、ならびに８０重量％の、２００ｍ^２／ｇのＢＥＴ表面積を有する高熱法シリカ、１６．０重量％の炭化ケイ素、および４．０重量％のガラス繊維（直径＝９μｍ、長さ＝６ｍｍ）という組成を有する微多孔性断熱材パネルに、エアレススプレーガンを用いて、２５℃において、３００ｇ／ｍ^２のＨｙｄｒｏｓｉｌ（登録商標）２６２７（水性アミノ官能性シロキサンオリゴマー、ＥｖｏｎｉｋＲｅｓｏｕｒｃｅＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＧｍｂＨ）を噴霧し、続いておよそ２５℃においてドラフトチャンバー内で乾燥させた。次いで、プレートを、比較例１で記載したようにデシケータ中で、蒸気状のヘキサメチルジシラザンにより疎水化した。

そのように製造したプレートは、くまなく疎水性であった。外表面は、プレートコアよりも７５％ほど硬質であった（表１）。このプレートは、ケイ酸塩塗料の塗布時にもその乾燥後にも、塗料層の良好な付着性を有した。

実施例２
親水性プレートのコーティング用にＨｙｄｒｏｓｉｌ（登録商標）１１５３（水性アミノ官能性シロキサンオリゴマー、ＥｖｏｎｉｋＲｅｓｏｕｒｃｅＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＧｍｂＨ）を使用したという違い以外は例１のようにプレートを製造した。

そのように製造したプレートは、くまなく疎水性であった。外表面は、プレートコアよりも４０％ほど硬質であった（表１）。このプレートは、ケイ酸塩塗料の塗布時にもその乾燥後にも、塗料層の良好な付着性を有した。

実施例３
親水性プレートのコーティング用にシリカゾルＩＤＩＳＩＬ（登録商標）１５３０（水中の３０重量％のＳｉＯ_２、粒径１５ｎｍ、ＥｖｏｎｉｋＲｅｓｏｕｒｃｅＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＧｍｂＨ）を使用したという違い以外は例１のようにプレートを製造した。

そのように製造したプレートは、くまなく疎水性であった。外表面は、プレートコアよりも３０％ほど硬質であった（表１）。このプレートは、ケイ酸塩塗料の塗布時にもその乾燥後にも、塗料層の良好な付着性を有した。

実施例４
親水性プレートのコーティング用にＰｒｏｔｅｃｔｏｓｉｌ（登録商標）ＷＳ８０８（水性プロピルシリコネート／シリケート、ＥｖｏｎｉｋＲｅｓｏｕｒｃｅＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＧｍｂＨ）を使用したという違い以外は例１のようにプレートを製造し、続いてコーティングした表面上に、３０ｇ／ｍ^２の目付け量および０．３ｍｍの不織布厚さでガラス不織布を塗布してからコーティングを乾燥させた。

そのように製造したプレートは、くまなく疎水性であった。外表面は、プレートコアよりも１２０％ほど硬質であった（表１）。このプレートは、ケイ酸塩塗料の塗布時にもその乾燥後にも、塗料層の良好な付着性を有した。

実施例６
比較例１に記載されるように製造し、ヘキサメチルシラザンで疎水化したプレートに、エアレススプレーガンを用いて、２５℃において、３００ｇ／ｍ^２のＤｙｎａｓｉｌａｎ（登録商標）ＡＲ（エタノールベースシリカエステル－付加的にコロイドＳｉＯ_２粒子を組み込んだハイブリッドバインダ、ＥｖｏｎｉｋＲｅｓｏｕｒｃｅＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙＧｍｂＨ）を噴霧し、続いておよそ２５℃においてドラフトチャンバー内で乾燥させた。

そのように製造したプレートは、くまなく疎水性であった。外表面は、プレートコアよりも５０％ほど硬質であった（表１）。このプレートは、ケイ酸塩塗料の塗布時に、塗料層の良好な付着性を有した。

本発明によるすべてのプレート（例１～６）は、２０ｍＷ／（ｍｘＫ）未満の熱伝導率を有した。

Claims

次のステップ：
ａ）親水性二酸化ケイ素含有プレートに、シリカゾル、シロキサンオリゴマー、ケイ酸塩、および水ガラスからなる群から選択されるケイ素含有表面改質剤を噴霧するステップ、
ｂ）前記ケイ素含有表面改質剤を噴霧した親水性二酸化ケイ素含有プレートを乾燥および／または熱処理することにより、コートプレートを形成するステップ、
ｃ）デシケータ中で、Ｒ_ｍ－Ｓｉ－Ｘ_４－ｍ、Ｒ_３Ｓｉ－Ｙ－ＳｉＲ_３、（ＣＨ_３）_３－Ｓｉ－（Ｏ－Ｓｉ（ＣＨ_３）_２）_ｎ－ＯＨ、ＨＯ－Ｓｉ（ＣＨ_３）_２－（Ｏ－Ｓｉ（ＣＨ_３）_２）_ｎ－ＯＨ（式中、ｍ＝１～３、ｎ＝１～８、Ｒ＝－Ｈ、－ＣＨ_３、－Ｃ_２Ｈ_５；Ｘ＝－Ｃｌ、－Ｂｒ；－ＯＣＨ_３、－ＯＣ_２Ｈ_５、－ＯＣ_３Ｈ_８、Ｙ＝ＮＨ、Ｏ）、（ＣＨ _３） _８Ｓｉ _４Ｏ _４、および（ＣＨ _３） _６Ｓｉ _３Ｏ _３からなる群から選択される少なくとも１つの有機シランからなる蒸気状の疎水化剤により、前記コートプレートを疎水化して、疎水化された二酸化ケイ素含有断熱板を製造するステップ、
を含む、疎水化された二酸化ケイ素含有断熱板の製造方法。
ステップａ）において、少なくとも１つの表面改質剤と、水、アルコール、エーテル、およびエステルからなる群から選択される少なくとも１つの溶媒とを含有する溶液を使用することを特徴とする、請求項１記載の方法。
ステップｃ）を行う前に、ステップａ）およびｂ）を、複数回、交互に続けて行うことを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
ステップｃ）の後に、さらに少なくとも１回、ステップａ）および／またはｂ）を行うことを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。