JPH05194008A - 断熱材の製造法 - Google Patents
断熱材の製造法Info
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- JPH05194008A JPH05194008A JP3173384A JP17338491A JPH05194008A JP H05194008 A JPH05194008 A JP H05194008A JP 3173384 A JP3173384 A JP 3173384A JP 17338491 A JP17338491 A JP 17338491A JP H05194008 A JPH05194008 A JP H05194008A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 原料のシリカを袋に詰めることなしに成形
し、超微粒子シリカ系断熱材を任意の形状に能率的に製
造することを可能にする。 【構成】 超微粒子合成含水ケイ酸、微粒子状赤外線遮
蔽材、および補強用耐熱性無機繊維を混合し、得られた
混合物をプレス成形する。
し、超微粒子シリカ系断熱材を任意の形状に能率的に製
造することを可能にする。 【構成】 超微粒子合成含水ケイ酸、微粒子状赤外線遮
蔽材、および補強用耐熱性無機繊維を混合し、得られた
混合物をプレス成形する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、極度に低い熱伝導率と
高度の耐熱性を有する成形された断熱材の製造法に関す
るものである。
高度の耐熱性を有する成形された断熱材の製造法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】超微粒子シリカを主材とする断熱材は、
強度が低く保形性に難があるものの、０.０２kcal/m・h・
℃前後という、静止空気よりも低い熱伝導率と優れた耐
熱性を有する特長を生かして、調理用電熱器や蓄熱式暖
房機などに利用されるようになった。上記断熱材におい
て、超微粒子シリカにより形成された多孔質構造は熱が
通過できる固体部分の断面積および粒子間の接触面積が
極端に小さいので、固体中の熱伝導が起こりにくい。ま
た、気孔が極度に小さいため、気孔部分の空気の対流に
よる熱伝導も起こりにくい。さらに、シリカに混入され
た赤外線遮蔽剤により赤外線の透過が防止される。超微
粒子シリカ系断熱材の優れた断熱性はこれらが総合的に
作用することによりもたらされるものと説明されてい
る。
強度が低く保形性に難があるものの、０.０２kcal/m・h・
℃前後という、静止空気よりも低い熱伝導率と優れた耐
熱性を有する特長を生かして、調理用電熱器や蓄熱式暖
房機などに利用されるようになった。上記断熱材におい
て、超微粒子シリカにより形成された多孔質構造は熱が
通過できる固体部分の断面積および粒子間の接触面積が
極端に小さいので、固体中の熱伝導が起こりにくい。ま
た、気孔が極度に小さいため、気孔部分の空気の対流に
よる熱伝導も起こりにくい。さらに、シリカに混入され
た赤外線遮蔽剤により赤外線の透過が防止される。超微
粒子シリカ系断熱材の優れた断熱性はこれらが総合的に
作用することによりもたらされるものと説明されてい
る。
【０００３】従来、この種の超微粒子シリカ系断熱材
は、揮発性のケイ素化合物を燃焼させて得られる超微粒
子無水ケイ酸「アエロジル」に補強用無機繊維および微
粉状の赤外線遮蔽剤などを混合し、これらを耐熱ガラス
クロスの袋の中に充填し、加圧成形して製造されている
（工業材料，１９９１年２月号，６９〜７３頁）。成形
に袋を使用するのは、アエロジルが煙草の煙よりも小さ
い粒子径の微粒子であって空気中を浮遊する傾向が強
く、そのままでは成形用の金型に直接充填することがで
きないし圧縮することもできないためである。しかしな
がら、アエロジルの成形は袋を用いたとしても容易では
なく、また、袋を用いることにより、成形形状がかなり
制限される。
は、揮発性のケイ素化合物を燃焼させて得られる超微粒
子無水ケイ酸「アエロジル」に補強用無機繊維および微
粉状の赤外線遮蔽剤などを混合し、これらを耐熱ガラス
クロスの袋の中に充填し、加圧成形して製造されている
（工業材料，１９９１年２月号，６９〜７３頁）。成形
に袋を使用するのは、アエロジルが煙草の煙よりも小さ
い粒子径の微粒子であって空気中を浮遊する傾向が強
く、そのままでは成形用の金型に直接充填することがで
きないし圧縮することもできないためである。しかしな
がら、アエロジルの成形は袋を用いたとしても容易では
なく、また、袋を用いることにより、成形形状がかなり
制限される。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、袋を
使用することなしに超微粒子シリカ系断熱材を任意の形
状に、しかも従来よりも容易かつ能率的に製造する方法
を提供することにある。
使用することなしに超微粒子シリカ系断熱材を任意の形
状に、しかも従来よりも容易かつ能率的に製造する方法
を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明による超微粒子シ
リカ系断熱材の製造法は、超微粒子合成含水ケイ酸、微
粒子状赤外線遮蔽材、および補強用耐熱性無機繊維を混
合し、得られた混合物を（袋を使用することなく）金型
に充填し、プレス成形することを特徴とする。本発明の
製造法において原料とする超微粒子合成含水ケイ酸は、
ケイ酸ソーダと硫酸とを反応させるいわゆる湿式法によ
り製造されるものであって、アエロジルと比べると付着
水分および結合水が多く、ＳiＯ2分は約８０〜９５重量
％である。シリカの一次粒子の大きさは約１０〜５０nm
であってアエロジルのそれと大差ないが、凝集粒子が多
い。
リカ系断熱材の製造法は、超微粒子合成含水ケイ酸、微
粒子状赤外線遮蔽材、および補強用耐熱性無機繊維を混
合し、得られた混合物を（袋を使用することなく）金型
に充填し、プレス成形することを特徴とする。本発明の
製造法において原料とする超微粒子合成含水ケイ酸は、
ケイ酸ソーダと硫酸とを反応させるいわゆる湿式法によ
り製造されるものであって、アエロジルと比べると付着
水分および結合水が多く、ＳiＯ2分は約８０〜９５重量
％である。シリカの一次粒子の大きさは約１０〜５０nm
であってアエロジルのそれと大差ないが、凝集粒子が多
い。
【０００６】嵩高い超微粒子合成含水ケイ酸を粉末状態
でプレスして押し固めて成形体を得る本発明の製造法で
は、超微粒子合成含水ケイ酸の粒子性状が成形性と製品
の断熱性に大きな影響を及ぼす。すなわち、嵩密度は約
１００g/l以下、比表面積（ＢＥＴ法）は１００m2/g以
上であることを必要とし、これよりも高密度のものから
は取り扱い可能な強度を有する嵩密度０.３５〜０.６０
g/cm3程度の高度断熱性成形体を得ることは困難であ
る。なお、ここで嵩密度は、０.０５kg/cm2荷重ピスト
ンシリンダ法により測定される値である。
でプレスして押し固めて成形体を得る本発明の製造法で
は、超微粒子合成含水ケイ酸の粒子性状が成形性と製品
の断熱性に大きな影響を及ぼす。すなわち、嵩密度は約
１００g/l以下、比表面積（ＢＥＴ法）は１００m2/g以
上であることを必要とし、これよりも高密度のものから
は取り扱い可能な強度を有する嵩密度０.３５〜０.６０
g/cm3程度の高度断熱性成形体を得ることは困難であ
る。なお、ここで嵩密度は、０.０５kg/cm2荷重ピスト
ンシリンダ法により測定される値である。
【０００７】本発明の製造法においては、上述のような
超微粒子合成含水ケイ酸を微粒子状赤外線遮蔽材（たと
えば酸化チタン、炭化ケイ素、ジルコン等）および補強
用のガラス繊維、セラミック繊維等とよく混合する。凝
集していた超微粒子合成含水ケイ酸は、上記混合過程で
ほぼ一次粒子まで分散する。各原料の配合比率は、超微
粒子合成含水ケイ酸５０〜９０重量％、赤外線遮蔽材５
〜３０重量％、補強繊維５〜２０重量％が適当である。
超微粒子合成含水ケイ酸とアエロジルとの間の大きな相
違点は、それらの微粒子の表面構造である。すなわち、
含水ケイ酸粒子の表面は下記〔化１〕に示したシラノー
ル基のうちＡ型のもの、すなわち geminal silanol で
覆われ、その分布密度も８〜９個／nm2と多いが、アエ
ロジルの表面は、２〜４個／nm2の、大部分がＢ型のシ
ラノール基すなわち isolated silanol で覆われてい
る。このような表面構造の相違により、超微粒子合成含
水ケイ酸はアエロジルとくらべると帯電しにくく、粒子
同士の反発が少ないから、粉体のまま容易に金型に充填
することができる。
超微粒子合成含水ケイ酸を微粒子状赤外線遮蔽材（たと
えば酸化チタン、炭化ケイ素、ジルコン等）および補強
用のガラス繊維、セラミック繊維等とよく混合する。凝
集していた超微粒子合成含水ケイ酸は、上記混合過程で
ほぼ一次粒子まで分散する。各原料の配合比率は、超微
粒子合成含水ケイ酸５０〜９０重量％、赤外線遮蔽材５
〜３０重量％、補強繊維５〜２０重量％が適当である。
超微粒子合成含水ケイ酸とアエロジルとの間の大きな相
違点は、それらの微粒子の表面構造である。すなわち、
含水ケイ酸粒子の表面は下記〔化１〕に示したシラノー
ル基のうちＡ型のもの、すなわち geminal silanol で
覆われ、その分布密度も８〜９個／nm2と多いが、アエ
ロジルの表面は、２〜４個／nm2の、大部分がＢ型のシ
ラノール基すなわち isolated silanol で覆われてい
る。このような表面構造の相違により、超微粒子合成含
水ケイ酸はアエロジルとくらべると帯電しにくく、粒子
同士の反発が少ないから、粉体のまま容易に金型に充填
することができる。
【０００８】
【化１】
【０００９】本発明の製造法においては、超微粒子合成
含水ケイ酸の上記特徴を生かして、原料混合物を袋に入
れることなく直接金型に充填し、高圧を加えて圧縮し成
形する。この乾式プレス成形は、製品の嵩密度が約０.
３５〜０.６０g/cm3程度になるような条件で行うことが
望ましい。金型は、圧縮工程で空気が離脱可能な構造で
あればよく、特殊なものは必要ない。なお、成形に当た
り原料混合物に水を加えておくと成形が容易になるが、
シリカ粒子の凝集を招き、製品の断熱性が悪化するの
で、水を加えてはならない。袋を使用しないため、成形
は板状、ブロック状、管状、その他任意の形状に正確に
行うことができる。
含水ケイ酸の上記特徴を生かして、原料混合物を袋に入
れることなく直接金型に充填し、高圧を加えて圧縮し成
形する。この乾式プレス成形は、製品の嵩密度が約０.
３５〜０.６０g/cm3程度になるような条件で行うことが
望ましい。金型は、圧縮工程で空気が離脱可能な構造で
あればよく、特殊なものは必要ない。なお、成形に当た
り原料混合物に水を加えておくと成形が容易になるが、
シリカ粒子の凝集を招き、製品の断熱性が悪化するの
で、水を加えてはならない。袋を使用しないため、成形
は板状、ブロック状、管状、その他任意の形状に正確に
行うことができる。
【００１０】
実施例１ 超微粒子合成含水ケイ酸（嵩密度８２.４g/l、比表面積１３７.６m2/g） ６９重量％ 酸化チタン（ルチル型） ２０重量％ 補強用セラミック繊維（アルミノシリケート質繊維） １０重量％ ガラス繊維 １重量％ 上記を高速回転ミキサーに投入し高速で撹拌して均一な
混合物を得た。次いでこれを板材成形用金型に供給し、
４３kgf/cm2の圧力を加えて圧縮することにより厚さ１
２mmの板状にプレス成形し、断熱材Ａを得た。また、成
形圧力を２１kgf/cm2に変えたほかは上記と同様にして
断熱材Ｂを製造し、成形圧力を６４kgf/cm2に変えたほ
かは上記と同様にして断熱材Ｃを製造した。
混合物を得た。次いでこれを板材成形用金型に供給し、
４３kgf/cm2の圧力を加えて圧縮することにより厚さ１
２mmの板状にプレス成形し、断熱材Ａを得た。また、成
形圧力を２１kgf/cm2に変えたほかは上記と同様にして
断熱材Ｂを製造し、成形圧力を６４kgf/cm2に変えたほ
かは上記と同様にして断熱材Ｃを製造した。
【００１１】製品について密度、デュロ硬度（ＡＳＴＭ
Ｄ２２４０）、および熱的特性を測定した結果は表１
のとおりであった。なお、デュロ硬度はハンドリング性
もしくは曲げ強度の目安となる特性値であって、ハンド
リング性と次のような関係にあり、また、デュロ硬度１
５〜１９で曲げ強度約２kgf/cm2である。
Ｄ２２４０）、および熱的特性を測定した結果は表１
のとおりであった。なお、デュロ硬度はハンドリング性
もしくは曲げ強度の目安となる特性値であって、ハンド
リング性と次のような関係にあり、また、デュロ硬度１
５〜１９で曲げ強度約２kgf/cm2である。
【００１２】
【表１】
【００１２】実施例２ 超微粒子合成含水ケイ酸として嵩密度が８２.７g/l、比
表面積が２２４.５m2/gのものを使用したほかは実施例
１・断熱材Ａの場合と同様にして、断熱材を製造した。
表面積が２２４.５m2/gのものを使用したほかは実施例
１・断熱材Ａの場合と同様にして、断熱材を製造した。
【００１３】実施例３ 補強用セラミック繊維１０重量％に替えてガラス繊維１
１重量％を使用したほかは実施例１・断熱材Ａの場合と
同様にして、断熱材を製造した。
１重量％を使用したほかは実施例１・断熱材Ａの場合と
同様にして、断熱材を製造した。
【００１４】比較例１ 超微粒子合成含水ケイ酸として嵩密度が１２０g/l、比
表面積が４６.０m2/gのものを使用したほかは実施例１
・断熱材Ｃの場合と同様にして、断熱材を製造した。上
記３例の製品について密度、デュロ硬度および熱的特性
を測定した結果は表２のとおりであった。
表面積が４６.０m2/gのものを使用したほかは実施例１
・断熱材Ｃの場合と同様にして、断熱材を製造した。上
記３例の製品について密度、デュロ硬度および熱的特性
を測定した結果は表２のとおりであった。
【００１５】
【表２】
【００１６】
【発明の効果】超微粒子合成含水ケイ酸をシリカ原料と
して用い、これを微粒子状赤外線遮蔽材および補強用耐
熱性無機繊維と共に乾式プレス成形する本発明によれ
ば、アエロジルを原料とするものと断熱性能においてほ
ぼ同等の高性能断熱材を従来よりもはるかに容易に且つ
成形形状に制限なく製造することができる。
して用い、これを微粒子状赤外線遮蔽材および補強用耐
熱性無機繊維と共に乾式プレス成形する本発明によれ
ば、アエロジルを原料とするものと断熱性能においてほ
ぼ同等の高性能断熱材を従来よりもはるかに容易に且つ
成形形状に制限なく製造することができる。
Claims (2)
- 【請求項１】 超微粒子合成含水ケイ酸、微粒子状赤外
線遮蔽材、および補強用耐熱性無機繊維を混合し、得ら
れた混合物をプレス成形することを特徴とする断熱材の
製造法。 - 【請求項２】 超微粒子合成含水ケイ酸として嵩密度が
１００g/l以下、比表面積が１００m2/g以上のものを用
いる請求項１記載の断熱材の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3173384A JPH05194008A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | 断熱材の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3173384A JPH05194008A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | 断熱材の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05194008A true JPH05194008A (ja) | 1993-08-03 |
Family
ID=15959404
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3173384A Pending JPH05194008A (ja) | 1991-06-19 | 1991-06-19 | 断熱材の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05194008A (ja) |
Cited By (18)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007230858A (ja) * | 2006-02-02 | 2007-09-13 | Nichias Corp | 断熱材及びその製造方法 |
| JP2008164078A (ja) * | 2006-12-28 | 2008-07-17 | Nichias Corp | 改質器用断熱材 |
| JP2008194974A (ja) * | 2007-02-14 | 2008-08-28 | Nichias Corp | 断熱材及びその製造方法 |
| JP2009299760A (ja) * | 2008-06-12 | 2009-12-24 | Imae Kogyo Kk | 熱機器の断熱装置 |
| JP2011181258A (ja) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Nichias Corp | 加熱装置 |
| JP2012097883A (ja) * | 2010-11-05 | 2012-05-24 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 断熱材 |
| WO2012090566A1 (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-05 | 旭化成ケミカルズ株式会社 | 断熱材及びその製造方法 |
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| JP2012136890A (ja) * | 2010-12-27 | 2012-07-19 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 断熱材 |
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| JP2012240251A (ja) * | 2011-05-17 | 2012-12-10 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 成形体、被包体、成形体の製造方法及び切削体の製造方法 |
| JP2012246181A (ja) * | 2011-05-27 | 2012-12-13 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 粉体、その成形体、被包体及び粉体の製造方法 |
| JP2012250882A (ja) * | 2011-06-03 | 2012-12-20 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 成形体、被包体及び成形体の製造方法 |
| JP2013001587A (ja) * | 2011-06-14 | 2013-01-07 | Asahi Kasei Chemicals Corp | 粉体、成形体、被包体及び粉体の製造方法 |
| CN103043667A (zh) * | 2011-10-11 | 2013-04-17 | 旭化成化学株式会社 | 粉体、其成形体、包覆体及粉体的制造方法 |
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| JP2014062645A (ja) * | 2012-08-31 | 2014-04-10 | Nichias Corp | 断熱ユニット、断熱ユニットの製造方法および加熱炉 |
-
1991
- 1991-06-19 JP JP3173384A patent/JPH05194008A/ja active Pending
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