JPH10147664A - エアロゲル断熱パネルおよびその製造方法 - Google Patents
エアロゲル断熱パネルおよびその製造方法Info
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- JPH10147664A JPH10147664A JP8323357A JP32335796A JPH10147664A JP H10147664 A JPH10147664 A JP H10147664A JP 8323357 A JP8323357 A JP 8323357A JP 32335796 A JP32335796 A JP 32335796A JP H10147664 A JPH10147664 A JP H10147664A
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- JP
- Japan
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- airgel
- insulating panel
- surfactant
- heat insulating
- water
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- Y02A—TECHNOLOGIES FOR ADAPTATION TO CLIMATE CHANGE
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- Y02A30/24—Structural elements or technologies for improving thermal insulation
-
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- Y02B80/10—Insulation, e.g. vacuum or aerogel insulation
Landscapes
- Building Environments (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 シリカ骨格を有する疎水性エアロゲル粒状物
を、高分子バインダーで断熱パネルに成形したもので、
建築等の分野に有用な断熱パネルを提供することを目的
とする。 【構成】 界面活性剤と、シリカ骨格を有する疎水性エ
アロゲル粒状物と、高分子エマルションおよび／または
水溶性高分子バインダーからなるエアロゲル断熱パネ
ル。
を、高分子バインダーで断熱パネルに成形したもので、
建築等の分野に有用な断熱パネルを提供することを目的
とする。 【構成】 界面活性剤と、シリカ骨格を有する疎水性エ
アロゲル粒状物と、高分子エマルションおよび／または
水溶性高分子バインダーからなるエアロゲル断熱パネ
ル。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エアロゲル断熱パ
ネルおよびその製造方法に関し、詳しくは、例えば建築
用として有用な断熱パネルに関する。
ネルおよびその製造方法に関し、詳しくは、例えば建築
用として有用な断熱パネルに関する。
【０００２】
【従来の技術】従来より、熱伝導が小さな材料として、
シリカ骨格を有するエアロゲルは知られている。このエ
アロゲルは、米国特許第４４０２９２７号、米国特許第
４４３２９５６号、米国特許第４６１０８６３号に開示
されている如く、アルコキシシランを原料としたエアロ
ゲル、あるいは水ガラスを原料にしたエアロゲルが製造
されている。
シリカ骨格を有するエアロゲルは知られている。このエ
アロゲルは、米国特許第４４０２９２７号、米国特許第
４４３２９５６号、米国特許第４６１０８６３号に開示
されている如く、アルコキシシランを原料としたエアロ
ゲル、あるいは水ガラスを原料にしたエアロゲルが製造
されている。
【０００３】これらのシリカ骨格を有するエアロゲル
は、水分に対する劣化を防ぐため通常疎水化処理が行わ
れている。また、これらのシリカ骨格を有するエアロゲ
ルは、非常に軽量で高断熱性を示すが、強度が小さく、
粉体である場合には、取り扱いが困難である等の欠点が
ある。
は、水分に対する劣化を防ぐため通常疎水化処理が行わ
れている。また、これらのシリカ骨格を有するエアロゲ
ルは、非常に軽量で高断熱性を示すが、強度が小さく、
粉体である場合には、取り扱いが困難である等の欠点が
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の欠点
を改善することを目的とし、高断熱を維持したまま、取
り扱いの良好な断熱パネルを提供することにある。
を改善することを目的とし、高断熱を維持したまま、取
り扱いの良好な断熱パネルを提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の請求項１のエア
ロゲル断熱パネルは、界面活性剤と、シリカ骨格を有す
る疎水性エアロゲル粒状物と、高分子エマルションおよ
び／または水溶性高分子バインダーを有効成分としてい
ることを特徴としている。
ロゲル断熱パネルは、界面活性剤と、シリカ骨格を有す
る疎水性エアロゲル粒状物と、高分子エマルションおよ
び／または水溶性高分子バインダーを有効成分としてい
ることを特徴としている。
【０００６】本発明の請求項２のエアロゲル断熱パネル
は、界面活性剤と、シリカ骨格を有する疎水性エアロゲ
ル粒状物と、高分子エマルションおよび／または水溶性
高分子バインダーを有効成分とするエアロゲル断熱層の
少なくとも片面または中間部に、フイルム、不織布、織
布、紙、金属箔から選ばれた少なくとも１つの補強層を
有することを特徴としている。
は、界面活性剤と、シリカ骨格を有する疎水性エアロゲ
ル粒状物と、高分子エマルションおよび／または水溶性
高分子バインダーを有効成分とするエアロゲル断熱層の
少なくとも片面または中間部に、フイルム、不織布、織
布、紙、金属箔から選ばれた少なくとも１つの補強層を
有することを特徴としている。
【０００７】本発明の請求項３のエアロゲル断熱パネル
は、請求項１または２における該有効成分としてさらに
補強用単繊維を配合したものであることを特徴としてい
る。
は、請求項１または２における該有効成分としてさらに
補強用単繊維を配合したものであることを特徴としてい
る。
【０００８】本発明の請求項４のエアロゲル断熱パネル
の製造方法は、界面活性剤と、シリカ骨格を有する疎水
性エアロゲル粒状物と、高分子エマルションおよび／ま
たは水溶性高分子バインダーとの混合物を、加熱成形す
ることを特徴としている。
の製造方法は、界面活性剤と、シリカ骨格を有する疎水
性エアロゲル粒状物と、高分子エマルションおよび／ま
たは水溶性高分子バインダーとの混合物を、加熱成形す
ることを特徴としている。
【０００９】本発明の請求項５のエアロゲル断熱パネル
の製造方法は、界面活性剤と、シリカ骨格を有する疎水
性エアロゲル粒状物と、高分子エマルションおよび／ま
たは水溶性高分子バインダーとの混合物を、加熱成形し
たエアロゲル断熱パネルの少なくとも片面に、補強層を
接着したことを特徴としている。
の製造方法は、界面活性剤と、シリカ骨格を有する疎水
性エアロゲル粒状物と、高分子エマルションおよび／ま
たは水溶性高分子バインダーとの混合物を、加熱成形し
たエアロゲル断熱パネルの少なくとも片面に、補強層を
接着したことを特徴としている。
【００１０】本発明の請求項６のエアロゲル断熱パネル
の製造方法は、不織布または織布からなる補強層に、界
面活性剤で処理したシリカ骨格を有する疎水性エアロゲ
ル粒状物と、高分子エマルションおよび／または水溶性
バインダーとの混合物を積層し、さらに不織布または織
布からなる補強層を積層し、加熱成形することを特徴と
している。
の製造方法は、不織布または織布からなる補強層に、界
面活性剤で処理したシリカ骨格を有する疎水性エアロゲ
ル粒状物と、高分子エマルションおよび／または水溶性
バインダーとの混合物を積層し、さらに不織布または織
布からなる補強層を積層し、加熱成形することを特徴と
している。
【００１１】本発明の請求項７のエアロゲル断熱パネル
の製造方法は、請求項４ないし６における該有効成分と
してさらに補強用単繊維を配合したものであることを特
徴としている。
の製造方法は、請求項４ないし６における該有効成分と
してさらに補強用単繊維を配合したものであることを特
徴としている。
【００１２】以下、本発明を詳細に説明する。本発明で
使用されるシリカ骨格を有する疎水性エアロゲル粒状物
は、アルコキシシランを原料としたエアロゲル粒状物や
水ガラスを原料にしたエアロゲル粒状物を疎水化したも
のが使われる。疎水化処理剤は、トリメチルメトキシシ
ラン、トリメチルクロロシラン、ヘキサメチルジシラザ
ン等の有機シラン化合物の他、酢酸、蟻酸、コハク酸等
のカルボン酸やハロゲン化アルキル等の有機化合物が挙
げられる。これらの疎水化処理は、エアロゲルの製造途
中あるいは製造後に行われる。さらに、赤外線遮蔽特性
をエアロゲルに与えるため、カーボンブラック、二酸化
チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛等をエアロゲルに
含ませてもよい。
使用されるシリカ骨格を有する疎水性エアロゲル粒状物
は、アルコキシシランを原料としたエアロゲル粒状物や
水ガラスを原料にしたエアロゲル粒状物を疎水化したも
のが使われる。疎水化処理剤は、トリメチルメトキシシ
ラン、トリメチルクロロシラン、ヘキサメチルジシラザ
ン等の有機シラン化合物の他、酢酸、蟻酸、コハク酸等
のカルボン酸やハロゲン化アルキル等の有機化合物が挙
げられる。これらの疎水化処理は、エアロゲルの製造途
中あるいは製造後に行われる。さらに、赤外線遮蔽特性
をエアロゲルに与えるため、カーボンブラック、二酸化
チタン、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛等をエアロゲルに
含ませてもよい。
【００１３】本発明で使用される高分子エマルションと
しては、ウレタン系（ゼネカ社製、ＲＵ−４０−５７
０）、アクリル系（瓦応化学社製、ＲＤ−１８０）、酢
酸ビニル系（鐘紡ＮＳＣ社製、ヨドゾールＶＱ５３３）
等の一般的な高分子エマルションを使用することができ
る。高分子エマルションの使用量は、高分子エマルショ
ンの固形分と、界面活性剤と、シリカ骨格を有する疎水
性エアロゲル粒状物の合計量に対し、高分子エマルショ
ンの固形分が３〜５０重量％となるように用いられる。
しては、ウレタン系（ゼネカ社製、ＲＵ−４０−５７
０）、アクリル系（瓦応化学社製、ＲＤ−１８０）、酢
酸ビニル系（鐘紡ＮＳＣ社製、ヨドゾールＶＱ５３３）
等の一般的な高分子エマルションを使用することができ
る。高分子エマルションの使用量は、高分子エマルショ
ンの固形分と、界面活性剤と、シリカ骨格を有する疎水
性エアロゲル粒状物の合計量に対し、高分子エマルショ
ンの固形分が３〜５０重量％となるように用いられる。
【００１４】本発明で使用される水溶性高分子バインダ
ーとしては、セルロースエーテル系（信越化学工業社
製、メトローズ）、（第一工業製薬社製、セロゲン）、
ポリアクリルアミド系（日鉄鉱業社製、テツフロックＰ
ＦＫ７０３）、ポリアクリル酸ソーダ系（日本純薬社
製、ジュンロン）等を挙げることができる。水溶性高分
子バインダーの使用量は、水溶性高分子バインダーの固
形分と、界面活性剤と、シリカ骨格を有する疎水性エア
ロゲル粒状物の合計量に対し、水溶性高分子バインダー
の固形分が３〜５０重量％となるように用いられる。
ーとしては、セルロースエーテル系（信越化学工業社
製、メトローズ）、（第一工業製薬社製、セロゲン）、
ポリアクリルアミド系（日鉄鉱業社製、テツフロックＰ
ＦＫ７０３）、ポリアクリル酸ソーダ系（日本純薬社
製、ジュンロン）等を挙げることができる。水溶性高分
子バインダーの使用量は、水溶性高分子バインダーの固
形分と、界面活性剤と、シリカ骨格を有する疎水性エア
ロゲル粒状物の合計量に対し、水溶性高分子バインダー
の固形分が３〜５０重量％となるように用いられる。
【００１５】本発明で使用されるシリカ骨格を有する疎
水性エアロゲル粒状物は、予め界面活性剤で処理されて
も良く、また、界面活性剤の含まれる高分子エマルショ
ンに配合してもよい。界面活性剤としては、シリコーン
系界面活性剤の他に、通常の炭化水素系界面活性剤とし
て、ポリエチレングリコール系の非イオン性界面活性剤
やスルホン酸塩系、硫酸エステル塩系等のイオン性界面
活性剤が挙げられる。この界面活性剤の使用量は、シリ
カ骨格を有する疎水性エアロゲル粒状物と界面活性剤の
合計量に対し、０．１〜１０重量％の範囲で用いられ
る。
水性エアロゲル粒状物は、予め界面活性剤で処理されて
も良く、また、界面活性剤の含まれる高分子エマルショ
ンに配合してもよい。界面活性剤としては、シリコーン
系界面活性剤の他に、通常の炭化水素系界面活性剤とし
て、ポリエチレングリコール系の非イオン性界面活性剤
やスルホン酸塩系、硫酸エステル塩系等のイオン性界面
活性剤が挙げられる。この界面活性剤の使用量は、シリ
カ骨格を有する疎水性エアロゲル粒状物と界面活性剤の
合計量に対し、０．１〜１０重量％の範囲で用いられ
る。
【００１６】本発明で使用される補強用短繊維として
は、ガラス繊維、カーボン繊維、セラミック繊維等の無
機繊維や、合成樹脂繊維や天然繊維も使用できる。この
補強用短繊維の使用量としては、０〜２０重量％、好ま
しくは０．１〜５重量％の範囲で用いられる。
は、ガラス繊維、カーボン繊維、セラミック繊維等の無
機繊維や、合成樹脂繊維や天然繊維も使用できる。この
補強用短繊維の使用量としては、０〜２０重量％、好ま
しくは０．１〜５重量％の範囲で用いられる。
【００１７】本発明の補強層としては、ポリエステル
系、ナイロン系、アクリル系、塩化ビニル系、ポリオレ
フィン系等の合成樹脂からなるフイルムや発泡シート、
ポリエステル系繊維、ナイロン系繊維、ガラス繊維等の
不織布や織布、紙、合成紙、アルミニウム、ステンレス
等の金属箔、木質材料等を挙げることができる。
系、ナイロン系、アクリル系、塩化ビニル系、ポリオレ
フィン系等の合成樹脂からなるフイルムや発泡シート、
ポリエステル系繊維、ナイロン系繊維、ガラス繊維等の
不織布や織布、紙、合成紙、アルミニウム、ステンレス
等の金属箔、木質材料等を挙げることができる。
【００１８】また、本発明のエアロゲル断熱パネルを気
体遮蔽性フイルムで真空包装することにより、断熱性能
を向上することもできる。気体遮蔽性フイルムとして
は、アルミニウム箔を積層したフイルム、金属や金属酸
化物を蒸着したフイルムを使用することができ、該フイ
ルムの内面側には、熱接着性フイルム層が積層されたも
のがシール作業の点から好ましい。
体遮蔽性フイルムで真空包装することにより、断熱性能
を向上することもできる。気体遮蔽性フイルムとして
は、アルミニウム箔を積層したフイルム、金属や金属酸
化物を蒸着したフイルムを使用することができ、該フイ
ルムの内面側には、熱接着性フイルム層が積層されたも
のがシール作業の点から好ましい。
【００１９】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例及び比較例を
示し、具体的に説明する。
示し、具体的に説明する。
【００２０】（実施例１） 疎水性エアロゲル粒状物に
シリコーン系界面活性剤（東芝シリコーン社製、ＴＳＤ
４４５２）を３重量％添加し混合した。これに水溶性セ
ルロースエーテル（信越化学工業社製、メトローズ９０
ＳＨ３００００）の２重量％の水溶液を、固形分として
１０重量％となるように混合し、１００℃の加熱プレス
機で１００ｇ／ｃｍ2 の圧力で５時間処理し、さらに、
９０℃のオーブンで１２時間乾燥し、平板を作成した。
この平板の熱伝導率を測定したところ、０．０１９Ｗ／
ｍ・Ｋであった。
シリコーン系界面活性剤（東芝シリコーン社製、ＴＳＤ
４４５２）を３重量％添加し混合した。これに水溶性セ
ルロースエーテル（信越化学工業社製、メトローズ９０
ＳＨ３００００）の２重量％の水溶液を、固形分として
１０重量％となるように混合し、１００℃の加熱プレス
機で１００ｇ／ｃｍ2 の圧力で５時間処理し、さらに、
９０℃のオーブンで１２時間乾燥し、平板を作成した。
この平板の熱伝導率を測定したところ、０．０１９Ｗ／
ｍ・Ｋであった。
【００２１】（実施例２） 疎水性エアロゲル粒状物に
シリコーン系界面活性剤（東芝シリコーン社製、ＴＳＤ
４４５２）を３重量％添加し混合した。これに水溶性セ
ルロースエーテル（信越化学工業社製、メトローズ９０
ＳＨ３００００）の２重量％の水溶液を、固形分として
１重量％と、ウレタン系エマルション（ゼネカ社製、Ｒ
Ｕ−４０−５７０）を固形分として９重量％を混合し、
１００℃の加熱プレス機で１００ｇ／ｃｍ2 の圧力で５
時間処理し、さらに、９０℃のオーブンで１２時間乾燥
し、平板を作成した。この平板の熱伝導率を測定したと
ころ、０．０１９Ｗ／ｍ・Ｋであった。
シリコーン系界面活性剤（東芝シリコーン社製、ＴＳＤ
４４５２）を３重量％添加し混合した。これに水溶性セ
ルロースエーテル（信越化学工業社製、メトローズ９０
ＳＨ３００００）の２重量％の水溶液を、固形分として
１重量％と、ウレタン系エマルション（ゼネカ社製、Ｒ
Ｕ−４０−５７０）を固形分として９重量％を混合し、
１００℃の加熱プレス機で１００ｇ／ｃｍ2 の圧力で５
時間処理し、さらに、９０℃のオーブンで１２時間乾燥
し、平板を作成した。この平板の熱伝導率を測定したと
ころ、０．０１９Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【００２２】（実施例３） 疎水性エアロゲル粒状物
に、界面活性剤含有ウレタン系エマルション（ゼネカ社
製、ＲＵ−４０−５７０）を固形分として３０重量％を
混合し、１００℃の加熱プレス機で１００ｇ／ｃｍ2 の
圧力で５時間処理し、さらに、９０℃のオーブンで１２
時間乾燥し、平板を作成した。この平板の熱伝導率を測
定したところ、０．０２０Ｗ／ｍ・Ｋであった。
に、界面活性剤含有ウレタン系エマルション（ゼネカ社
製、ＲＵ−４０−５７０）を固形分として３０重量％を
混合し、１００℃の加熱プレス機で１００ｇ／ｃｍ2 の
圧力で５時間処理し、さらに、９０℃のオーブンで１２
時間乾燥し、平板を作成した。この平板の熱伝導率を測
定したところ、０．０２０Ｗ／ｍ・Ｋであった。
【００２３】（実施例４） 実施例１で製造した平板の
両表面にポリエステル系の不織布を接着し、エアロゲル
断熱パネルを製造した。このパネルは不織布で補強され
ているので曲げ強度があり、熱熱伝導率も０．０２０Ｗ
／ｍ・Ｋであった。
両表面にポリエステル系の不織布を接着し、エアロゲル
断熱パネルを製造した。このパネルは不織布で補強され
ているので曲げ強度があり、熱熱伝導率も０．０２０Ｗ
／ｍ・Ｋであった。
【００２４】（比較例１） 実施例１において界面活性
剤未処理の疎水性エアロゲル粒状物を使用した以外は実
施例１と同様に処理したが、疎水性が強く水溶液と混ざ
らず分離したままで、平板は製造できなかった。
剤未処理の疎水性エアロゲル粒状物を使用した以外は実
施例１と同様に処理したが、疎水性が強く水溶液と混ざ
らず分離したままで、平板は製造できなかった。
【００２５】
【発明の効果】本発明は、疎水性エアロゲル粒状物と高
分子エマルションおよび／または水溶性バインダーとを
混合し、加熱乾燥することにより、高断熱を維持したま
ま、取り扱いの良好なエアロゲル断熱パネルが得られ
る。特に、エアロゲル断熱層に補強層を設けることによ
り強度のある、取り扱いの良好な断熱パネルが得られ
る。
分子エマルションおよび／または水溶性バインダーとを
混合し、加熱乾燥することにより、高断熱を維持したま
ま、取り扱いの良好なエアロゲル断熱パネルが得られ
る。特に、エアロゲル断熱層に補強層を設けることによ
り強度のある、取り扱いの良好な断熱パネルが得られ
る。
Claims (7)
- 【請求項１】 界面活性剤と、シリカ骨格を有する疎水
性エアロゲル粒状物と、高分子エマルションおよび／ま
たは水溶性高分子バインダーを有効成分とするエアロゲ
ル断熱パネル。 - 【請求項２】 界面活性剤と、シリカ骨格を有する疎水
性エアロゲル粒状物と、高分子エマルションおよび／ま
たは水溶性高分子バインダーを有効成分とするエアロゲ
ル断熱層の少なくとも片面又は中間部に、フイルム、不
織布、織布、紙、金属箔から選ばれた少なくとも１つの
補強層を有するエアロゲル断熱パネル。 - 【請求項３】 該有効成分として、補強用短繊維を配合
したことを特徴とする請求項１または２記載のエアロゲ
ル断熱パネル。 - 【請求項４】 界面活性剤と、シリカ骨格を有する疎水
性エアロゲル粒状物と、高分子エマルションおよび／ま
たは水溶性高分子バインダーとの混合物を、加熱成形す
ることを特徴とするエアロゲル断熱パネルの製造方法。 - 【請求項５】 界面活性剤と、シリカ骨格を有する疎水
性エアロゲル粒状物と、高分子エマルションおよび／ま
たは水溶性高分子バインダーとの混合物を、加熱成形し
たエアロゲル断熱パネルの少なくとも片面に、補強層を
接着したことを特徴とするエアロゲル断熱パネルの製造
方法。 - 【請求項６】 不織布または織布からなる補強層に、界
面活性剤で処理したシリカ骨格を有する疎水性エアロゲ
ル粒状物と、高分子エマルションおよび／または水溶性
バインダーとの混合物を積層し、さらに不織布または織
布からなる補強層を積層し、加熱成形することを特徴と
するエアロゲル断熱パネルの製造方法。 - 【請求項７】 該混合物に、補強用短繊維を配合したこ
とを特徴とする請求項４ないし６記載のエアロゲル断熱
パネルの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8323357A JPH10147664A (ja) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | エアロゲル断熱パネルおよびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8323357A JPH10147664A (ja) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | エアロゲル断熱パネルおよびその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10147664A true JPH10147664A (ja) | 1998-06-02 |
Family
ID=18153884
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8323357A Pending JPH10147664A (ja) | 1996-11-20 | 1996-11-20 | エアロゲル断熱パネルおよびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10147664A (ja) |
Cited By (27)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6479416B1 (en) * | 1995-12-21 | 2002-11-12 | Cabot Corporation | Fibrous-formation aerogel composite material containing at least one thermoplastic fibrous material, process for the production thereof, and use thereof |
| WO2002052086A3 (en) * | 2000-12-22 | 2003-01-09 | Aspen Aerogels Inc | Aerogel composite with fibrous batting |
| JP2003042387A (ja) * | 2001-08-01 | 2003-02-13 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 断熱材とその固形化方法およびそれを用いた機器 |
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| KR101072287B1 (ko) * | 2009-01-14 | 2011-10-11 | 서경카로라이즈공업주식회사 | 실리카 에어로젤에 부직포 상태의 섬유가 보강된 유연성이 우수한 단열재의 제조방법 및 그 방법에 의하여 제조된 단열재 |
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