JP3100856B2 - Manufacturing method of bulk airgel - Google Patents

Manufacturing method of bulk airgel

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JP3100856B2
JP3100856B2 JP07031256A JP3125695A JP3100856B2 JP 3100856 B2 JP3100856 B2 JP 3100856B2 JP 07031256 A JP07031256 A JP 07031256A JP 3125695 A JP3125695 A JP 3125695A JP 3100856 B2 JP3100856 B2 JP 3100856B2
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、バルク状エアロゲルの
製法に関し、詳しくは、例えば、太陽光集熱に有用な透
光性断熱材、音響材料、触媒担体、チェレンコフカウン
ター媒体等の様々な用途に用いることができる採光性、
透光性及び断熱性並びに生産性及び施工性を同時に要求
される材料として有用なバルク状エアロゲルの製法に関
する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing a bulk aerogel, and more particularly, to various uses such as a translucent heat insulating material, an acoustic material, a catalyst carrier, and a Cherenkov counter medium useful for solar heat collection. Daylighting that can be used for
The present invention relates to a method for producing a bulk airgel that is useful as a material that requires translucency and heat insulation as well as productivity and workability.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、熱伝導率が小さく、かつ、透光性
を有する材料として、シリカからなるエアロゲルが知ら
れている。このエアロゲルは、USP4402927
号、同4432956号、同4610863号に開示さ
れているように、アルコキシシラン(シリコンアルコキ
シド、アルキルシリケート等とも称される)を加水分
解、重合して得られる、シリカ骨格からなる湿潤状態の
ゲル状化合物をアルコ−ル、または液化二酸化炭素等の
溶媒(分散媒)の存在下で、この溶媒の臨界点以上の超
臨界状態で乾燥することにより製造することができる。
このような製造方法により得られるエアロゲルは、たと
えば、透光性を有する断熱材料等として有用である。こ
のようなエアロゲルを得るためには、その製造過程にお
いて、ゲル状化合物の構造を破壊することなく、その中
の溶媒を除去する必要があり、そのため、上記の方法の
ように、溶媒の超臨界状態でこれを除去する、いわゆる
超臨界乾燥法が用いられている。
2. Description of the Related Art An airgel made of silica has been known as a material having a low thermal conductivity and a light transmitting property. This airgel is available from USP 4,402,927
No. 4,432,956 and No. 4,610,863, a wet gel comprising a silica skeleton obtained by hydrolyzing and polymerizing alkoxysilane (also referred to as silicon alkoxide, alkyl silicate, etc.). The compound can be produced by drying the compound in a supercritical state above the critical point of the solvent in the presence of a solvent (dispersion medium) such as alcohol or liquefied carbon dioxide.
The airgel obtained by such a production method is useful, for example, as a heat-insulating material having a light-transmitting property. In order to obtain such an aerogel, it is necessary to remove the solvent therein without destroying the structure of the gel-like compound during the manufacturing process. A so-called supercritical drying method for removing this in a state is used.

【0003】ところが、前記エアロゲル製造方法におい
てゲル状化合物の構造を破壊することなく寸法の大きな
バルク体を得るためには、一般的に製造設備も拡大する
必要があり、また、製造時間も非常に長くなるという問
題があった。これはゲル状化合物中の溶媒を急速に除去
した場合、ゲル状化合物中での溶媒の拡散や膨張に伴う
応力が大きくなり、クラックが発生するためである。こ
のことは、特に、ゲル状化合物の溶媒を二酸化炭素で置
換し、その後二酸化炭素の超臨界状態にてゲル状化合物
中の溶媒を除去する方法において顕著であった。
However, in order to obtain a bulk material having a large size without destroying the structure of the gel-like compound in the above-mentioned aerogel production method, it is generally necessary to expand the production equipment, and the production time is very long. There was a problem of becoming long. This is because when the solvent in the gel compound is rapidly removed, the stress accompanying the diffusion and expansion of the solvent in the gel compound becomes large, and cracks occur. This is particularly remarkable in a method in which the solvent of the gel compound is replaced with carbon dioxide, and then the solvent in the gel compound is removed in a supercritical state of carbon dioxide.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】本発明は前記の事実に
鑑みてなされたもので、その目的とするところは、多孔
質材料に特有の断熱性等の性能に優れ、透光性を有し、
ゲル状化合物の構造を破壊することなく寸法の大きなバ
ルク体を得ることができ、生産性及び施工性に優れるバ
ルク状エアロゲルの製法を提供することにある。
DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above-mentioned facts, and has as its object the object of the present invention is to provide a material having excellent heat insulating properties and the like and a light-transmitting property inherent to a porous material. ,
An object of the present invention is to provide a method for producing a bulk aerogel which can obtain a bulk having a large size without destroying the structure of the gel compound and which is excellent in productivity and workability.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段】本発明の請求項1に係る
バルク状エアロゲルの製法は、縮重合性を有するアルコ
キシシランを加水分解し、縮重合反応によりゲル化させ
てゲル状化合物とし、このゲル状化合物を疎水化処理及
び超臨界乾燥を施して得たシリカの多孔質骨格からなる
疎水性のエアロゲルのブロック1の複数個を積層、接着
して一体化し、バルク状エアロゲル2を製造することを
特徴とする。
According to the method for producing a bulk airgel according to claim 1 of the present invention, a polycondensable alkoxysilane is hydrolyzed and gelled by a polycondensation reaction to form a gel-like compound. Manufacturing a bulk aerogel 2 by laminating, bonding and integrating a plurality of blocks 1 of a hydrophobic aerogel comprising a porous skeleton of silica obtained by subjecting a gel compound to a hydrophobic treatment and supercritical drying. It is characterized by.

【0006】本発明の請求項2に係るバルク状エアロゲ
ルの製法は、前記エアロゲルのブロック1同志の複数個
を直接当接し、積層圧着することを特徴とする。
A method of manufacturing a bulk airgel according to a second aspect of the present invention is characterized in that a plurality of blocks 1 of the airgel are directly brought into contact with each other and laminated and pressed.

【0007】本発明の請求項3に係るバルク状エアロゲ
ルの製法は、前記エアロゲルのブロック1の複数個を
0.005〜0.5kg/cm2 の圧力で加圧して接着
することを特徴とする。
A method for producing a bulk airgel according to a third aspect of the present invention is characterized in that a plurality of the airgel blocks 1 are bonded by applying a pressure of 0.005 to 0.5 kg / cm 2. .

【0008】本発明の請求項4に係るバルク状エアロゲ
ルの製法は、前記エアロゲルのブロック1の接着面1a
が凹凸形状で、互いに整合して積層することを特徴とす
る。
According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a bulk airgel, wherein the bonding surface 1a of the block 1 of the airgel is used.
Are uneven, and are laminated in alignment with each other.

【0009】本発明の請求項5に係るバルク状エアロゲ
ルの製法は、前記エアロゲルのブロック1の接着面1a
の凹凸形状が波形状、のこ刃形状又は歯形状であること
を特徴とする。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for producing a bulk airgel, wherein the adhesive surface 1a of the block 1 of the airgel is provided.
Is characterized by having a wavy shape, a saw blade shape or a tooth shape.

【0010】本発明の請求項6に係るバルク状エアロゲ
ルの製法は、前記エアロゲルのブロック1の密度が0.
01〜0.3g/cm3 であることを特徴とする。
In the method for producing a bulk aerogel according to claim 6 of the present invention, the density of the block 1 of the aerogel is 0.1.
It is characterized in that it is from 0.01 to 0.3 g / cm 3 .

【0011】以下に本発明を詳細に説明する。本発明に
係るバルク状エアロゲルの製法に用いるエアロゲルのブ
ロックは、次のようにして得られる。すなわち、縮重合
性を有するアルコキシシランに例えば、アルコ−ル、水
及び触媒を添加混合し、アルコキシシランを加水分解し
て反応溶液(ゾル)を得る。この際に用いられるアルコ
−ルは、例えば、メタノ−ル、エタノ−ル、イソプロパ
ノ−ル、ブタノ−ル等でよく、特には限定されない。次
いで、所定の形状の容器に前記反応溶液を入れる。この
反応溶液の縮重合反応が充分に進行すると、この反応溶
液はゲル化し、ゲル状化合物が得られる。次に、必要に
応じて、このゲル状化合物にアルコ−ルを添加する。こ
のゲル状化合物は、水や未反応物が除去され、溶媒部分
が完全にアルコ−ルに置換されたもの(アルコゲルとも
いう)となっていることが好ましい。さらに、このゲル
状化合物をアルコール等の溶媒に疎水化剤が溶解した疎
水化処理溶液内で必要に応じて加熱し、疎水化処理を行
う。次いで、アルコール等の超臨界乾燥を行う溶媒で洗
浄する。超臨界流体を疎水化剤の分散媒として疎水化処
理を行ってもよい。この場合の分散媒は容易に超臨界状
態を形成することから二酸化炭素が好ましい。次いで、
この状態のゲル状化合物を超臨界乾燥し、このゲル状化
合物から例えば、アルコ−ル又は二酸化炭素等の溶媒を
除去することにより、疎水性のエアロゲルのブロックが
得られる。
Hereinafter, the present invention will be described in detail. The airgel block used in the method for producing a bulk airgel according to the present invention is obtained as follows. That is, for example, alcohol, water and a catalyst are added to and mixed with a polycondensable alkoxysilane, and the alkoxysilane is hydrolyzed to obtain a reaction solution (sol). The alcohol used at this time may be, for example, methanol, ethanol, isopropanol, butanol, etc., and is not particularly limited. Next, the reaction solution is placed in a container having a predetermined shape. When the polycondensation reaction of the reaction solution proceeds sufficiently, the reaction solution gels, and a gel compound is obtained. Next, if necessary, alcohol is added to this gel compound. It is preferable that the gel-like compound is one in which water and unreacted substances are removed and the solvent portion is completely replaced with alcohol (also referred to as an alcohol gel). Further, the gel-like compound is heated, if necessary, in a hydrophobizing solution in which a hydrophobizing agent is dissolved in a solvent such as alcohol to perform a hydrophobizing treatment. Next, the substrate is washed with a solvent for supercritical drying such as alcohol. The hydrophobic treatment may be performed using a supercritical fluid as a dispersion medium of the hydrophobic agent. In this case, carbon dioxide is preferable because the dispersion medium easily forms a supercritical state. Then
The gel-like compound in this state is supercritically dried, and a solvent such as alcohol or carbon dioxide is removed from the gel-like compound to obtain a block of a hydrophobic airgel.

【0012】本発明に係るバルク状エアロゲルの製法
は、例えば、図1(a−1)及び図1(b−1)に示す
ように、シリカの多孔質骨格からなる疎水性のエアロゲ
ルのブロック1の複数個を積層して接着し、一体化する
ことにより、バルク状エアロゲル2を製造するものであ
る。本発明に係るバルク状エアロゲル2を構成するエア
ロゲルは、透光性を有するシリカの多孔質体である。エ
アロゲル(エ−ロゲル)とは、一般には、湿潤アルコゲ
ル等、乾燥前の溶媒を含んだ状態のゲル状化合物から溶
媒などを除去して得られる多孔質な材料を指し、超臨界
抽出により溶媒を除去して得られる乾燥多孔質ゲル等で
ある。
The method for producing a bulk airgel according to the present invention is, for example, as shown in FIGS. 1 (a-1) and 1 (b-1), a block 1 of a hydrophobic airgel having a porous skeleton of silica. The bulk airgel 2 is manufactured by laminating, bonding and integrating the plurality. The aerogel constituting the bulk aerogel 2 according to the present invention is a porous silica body having translucency. Aerogel (aerogel) generally refers to a porous material obtained by removing a solvent or the like from a gel-like compound containing a solvent before drying, such as a wet alcogel, and removing the solvent by supercritical extraction. It is a dry porous gel or the like obtained by removal.

【0013】本発明に用いるアルコキシシランとは、下
記の一般式で表されるアルコキシシランであり、より
具体的には、下記の一般式で表される2官能のアルコ
キシシラン、下記の一般式で表される3官能のアルコ
キシシラン、下記の一般式で表される4官能のアルコ
キシシラン及び下記の一般式で表されるアルコキシシ
ランのオリゴマー等である。
The alkoxysilane used in the present invention is an alkoxysilane represented by the following general formula, and more specifically, a bifunctional alkoxysilane represented by the following general formula, Examples include trifunctional alkoxysilanes represented by the following formulas, tetrafunctional alkoxysilanes represented by the following general formula, and oligomers of alkoxysilanes represented by the following general formula.

【0014】[0014]

【化1】 Embedded image

【0015】[0015]

【化2】 Embedded image

【0016】[0016]

【化3】 Embedded image

【0017】[0017]

【化4】 Embedded image

【0018】[0018]

【化5】 Embedded image

【0019】本発明に係るゲル状化合物(湿潤アルコゲ
ル)は、例えば、前記の一般式〜一般式で表される
アルコキシシランからなる群から選択される少なくとも
1種、又は、前記の一般式及び一般式で表されるア
ルコキシシランからなる群から選択される少なくとも1
種と前記の一般式で表されるアルコキシシランとを含
有する混合物を加水分解し、縮重合することによって得
られる。
The gel compound (wet alcogel) according to the present invention is, for example, at least one selected from the group consisting of alkoxysilanes represented by the aforementioned general formulas to general formulas, or the general formulas and general formulas above. At least one selected from the group consisting of alkoxysilanes represented by the formula:
It is obtained by hydrolyzing and polycondensing a mixture containing a seed and an alkoxysilane represented by the above general formula.

【0020】本発明で用いられる前記の一般式〜一般
式で表されるアルコキシシランの具体例を挙げると、
2官能アルコキシシランとしては、例えば、ジメチルジ
メトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジフェニ
ルジエトキシシラン、ジフェニルジメトキシシラン、メ
チルフェニルジエトキシシラン、メチルフェニルジメト
キシシラン、ジエチルジエトキシシラン、ジエチルジメ
トキシシラン等があり、3官能アルコキシシランとして
は、例えば、メチルトリメトキシシラン、メチルトリエ
トキシシラン、エチルトリメトキシシラン、エチルトリ
エトキシシラン、フェニルトリメトキシシラン、フェニ
ルトリエトキシシラン等があり、4官能アルコキシシラ
ンとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエ
トキシシラン等があるが特に限定されない。
Specific examples of the alkoxysilanes represented by the above general formulas to general formulas used in the present invention include:
Examples of the bifunctional alkoxysilane include, for example, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methylphenyldiethoxysilane, methylphenyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, diethyldimethoxysilane, and the like. Examples of the trifunctional alkoxysilane include, for example, methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, and phenyltriethoxysilane. Examples of the tetrafunctional alkoxysilane include , Tetramethoxysilane, tetraethoxysilane and the like, but are not particularly limited.

【0021】前記の一般式で表されるアルコキシシラ
ンのオリゴマーとしては、重合度が10(以下重合度が
nのものはn量体と記す。)以下であることが好ましい
が、無色透明な液状であれば、これに限定されない。前
記アルコキシシランのオリゴマーは、この重合度が均一
な化合物である必要はなく、重合度の分布が存在したり
分子構造が鎖状、分岐状及び環状で混在していても構わ
ない。物質としての安定性や、ゲル状化合物を作製する
ための反応時間を考慮すれば、2〜6量体のものが好ま
しい。前記アルコキシシランのオリゴマー内のRはアル
キル基、フェニル基を表し、中でも、メチル基(−CH
3 )、エチル基(−C2 5 )が好ましい。具体的には
メトキシシランのオリゴマーの場合には平均分子量が2
50〜700、エトキシシランのオリゴマーの場合には
平均分子量が300〜900のオリゴマーが好ましい。
The alkoxysilane oligomer represented by the above general formula preferably has a degree of polymerization of 10 or less (hereinafter, those having a degree of polymerization of n are referred to as n-mers). However, it is not limited to this. The oligomer of the alkoxysilane does not need to be a compound having a uniform degree of polymerization, and may have a distribution of the degree of polymerization or may have a mixed molecular structure of a chain, a branch, and a ring. In consideration of the stability as a substance and the reaction time for producing a gel compound, a dimer to hexamer is preferable. R in the oligomer of the alkoxysilane represents an alkyl group or a phenyl group, and among them, a methyl group (—CH
3), ethyl group (-C 2 H 5) are preferred. Specifically, in the case of an oligomer of methoxysilane, the average molecular weight is 2
In the case of an oligomer of ethoxysilane of 50 to 700, an oligomer having an average molecular weight of 300 to 900 is preferable.

【0022】本発明で前記アルコキシシランを効率よく
加水分解し、縮重合を行うためには、このアルコキシシ
ランを含む反応溶液に予め触媒を添加しておくことが好
ましい。このような触媒としては、酸性触媒、塩基性触
媒等が挙げられる。具体的に述べると、酸性触媒として
は、塩酸、クエン酸、硝酸、硫酸、フッ化アンモニウム
等が用いられ、塩基性触媒としては、アンモニア、ピペ
リジン等が用いられるが、これらに限定されるものでは
ない。
In the present invention, in order to efficiently hydrolyze the alkoxysilane and carry out polycondensation, it is preferable to add a catalyst to the reaction solution containing the alkoxysilane in advance. Examples of such a catalyst include an acidic catalyst and a basic catalyst. Specifically, as the acidic catalyst, hydrochloric acid, citric acid, nitric acid, sulfuric acid, ammonium fluoride and the like are used, and as the basic catalyst, ammonia, piperidine and the like are used, but not limited thereto. Absent.

【0023】アルコキシシランの加水分解、縮重合に用
いられる溶媒としては、通常、原料となるアルコキシシ
ランと水とを均一に溶解混合するために、アルコ−ル、
アセトン等が用いられるが、これらに限定されるわけで
はなく、アルコキシシランと水との両方が溶解しやすい
溶媒であればよい。しかし、ゲル状化合物の生成過程の
加水分解反応でアルコ−ルが生成すること、また、超臨
界乾燥のことを考慮すると、溶媒としては、アルコール
が好ましい。
The solvent used for the hydrolysis and condensation polymerization of alkoxysilane is usually alcohol, in order to uniformly dissolve and mix the raw material alkoxysilane and water.
Acetone or the like is used, but is not limited thereto, and any solvent may be used as long as both the alkoxysilane and water are easily dissolved. However, alcohol is preferred as the solvent in view of the fact that alcohol is produced by a hydrolysis reaction in the process of producing the gel-like compound and that supercritical drying is taken into account.

【0024】この様にして得たゲル状化合物を、分散媒
の存在下で、この分散媒の臨界点以上の超臨界条件で乾
燥することによりエアロゲルのブロックを得る。ところ
が、この方法で得られたエアロゲルでは、骨格を形成す
るシリカが吸湿性を有する場合、雰囲気中の水分を吸着
し、光透過性や断熱性等の特性の低下や、収縮等の問題
が生じることがある。すなわち、骨格を形成するシリカ
の表面の大部分が親水基で覆われている場合、エアロゲ
ルに粘着性が無く加圧により接着することは困難であ
り、雰囲気中の水分を吸着し、透光性や断熱性等の特性
の低下や、寸法の変化等の問題が生じることがある。そ
こで、シリカ表面の親水基を疎水基で置換する、すなわ
ち、疎水化処理を行うことにより、エアロゲルの粘着性
を上げ、同時に水分吸着等による性能の経時変化を抑え
ることができる。疎水化処理剤は、シラノール基に対し
て反応する官能基と疎水基を有しているものを用いる。
シラノール基に対して反応する官能基としては、例え
ば、ハロゲン、アミノ基、イミノ基、カルボキシル基、
アルコキシル基及び水酸基が挙げられる。疎水基として
は、例えば、アルキル基、フェニル基、及びそれらのフ
ッ化物等が挙げられる。疎水化処理剤は上記官能基及び
疎水基を、それぞれ1種のみを有してもよいし、2種以
上を有してもよい。具体的には、ヘキサメチルジシラザ
ン、ヘキサメチルジシロキサン、トリメチルクロロシラ
ン、トリメチルメトキシシラン、トリメチルエトキシシ
ラン、トリエチルエトキシシラン、トリエチルメトキシ
シラン、ジメチルジクロロシラン、ジメチルジメトキシ
シラン、ジメチルジエトキシシラン、メチルトリクロロ
シラン、エチルトリクロロシラン等の有機シラン化合物
が挙げられ、これ以外にも、酢酸、ギ酸、コハク酸等の
カルボン酸や、メチルクロリド等のハロゲン化アルキル
等の有機化合物が挙げられる。疎水化処理剤は、1種の
みを用いてもよいし、2種以上を用いてもよい。
The gel-like compound thus obtained is dried in the presence of a dispersion medium under supercritical conditions above the critical point of the dispersion medium to obtain an airgel block. However, in the aerogel obtained by this method, when the silica forming the skeleton has a hygroscopic property, it absorbs moisture in the atmosphere, and causes problems such as deterioration of properties such as light transmittance and heat insulating properties and shrinkage. Sometimes. In other words, when most of the surface of the silica forming the skeleton is covered with a hydrophilic group, the airgel has no tackiness and is difficult to adhere by pressure, adsorbs moisture in the atmosphere, and transmits light. In some cases, problems such as a decrease in properties such as heat insulation and heat insulation and a change in dimensions may occur. Therefore, by replacing the hydrophilic group on the silica surface with a hydrophobic group, that is, by performing a hydrophobic treatment, it is possible to increase the adhesiveness of the airgel, and at the same time, suppress a change over time in performance due to moisture adsorption or the like. As the hydrophobizing agent, one having a functional group reactive with a silanol group and a hydrophobic group is used.
Examples of the functional group that reacts with the silanol group include a halogen, an amino group, an imino group, a carboxyl group,
Examples include an alkoxyl group and a hydroxyl group. Examples of the hydrophobic group include an alkyl group, a phenyl group, and a fluoride thereof. The hydrophobizing agent may have only one type of the functional group and the hydrophobic group, or may have two or more types. Specifically, hexamethyldisilazane, hexamethyldisiloxane, trimethylchlorosilane, trimethylmethoxysilane, trimethylethoxysilane, triethylethoxysilane, triethylmethoxysilane, dimethyldichlorosilane, dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, methyltrichlorosilane And organic compounds such as carboxylic acids such as acetic acid, formic acid and succinic acid, and alkyl halides such as methyl chloride. As the hydrophobizing agent, only one kind may be used, or two or more kinds may be used.

【0025】ここで、疎水化処理は、超臨界乾燥する前
に予め液体を媒体として行うか、後述する超臨界乾燥時
に超臨界流体を媒体として行う。これらの媒体として
は、疎水化処理剤との反応性が低く、かつ、疎水化処理
剤を溶解するものであればよく、特に限定されない。
Here, the hydrophobizing treatment is carried out beforehand by using a liquid as a medium before supercritical drying, or by using a supercritical fluid as a medium during supercritical drying described later. These media are not particularly limited as long as they have low reactivity with the hydrophobizing agent and dissolve the hydrophobizing agent.

【0026】この様にして得たゲル状化合物を、分散媒
の存在下で、この分散媒の臨界点以上の超臨界条件で乾
燥することによりエアロゲルを得る。
The gel-like compound thus obtained is dried in the presence of a dispersion medium under supercritical conditions above the critical point of the dispersion medium to obtain an aerogel.

【0027】超臨界乾燥を行う際に用いられる溶媒とし
ては、特に限定されないが、例えば、エタノ−ル、メタ
ノ−ル、ジクロロジフルオロメタン、二酸化炭素、水等
の単独系または2種以上の混合系を挙げることができ
る。
The solvent used for supercritical drying is not particularly limited. For example, a single solvent such as ethanol, methanol, dichlorodifluoromethane, carbon dioxide, water or a mixture of two or more solvents is used. Can be mentioned.

【0028】混合系ではなく単一の溶媒で超臨界乾燥を
行う場合は、一般的にはオ−トクレ−ブ中に溶媒と、同
一の溶媒に溶媒置換を行ったゲル状化合物を一緒に入
れ、その溶媒の臨界点以上の温度、圧力まで上昇させた
後に溶媒を徐々に除き、最終的に常温常圧の状態に戻す
ことによって乾燥を終了する。また、2種以上の混合系
で超臨界乾燥を行う場合は、乾燥容器内でその混合系で
の超臨界状態になるよう設定した温度、圧力まで上昇さ
せる方法、乾燥容器内でゲル状化合物の第1の溶媒から
超臨界状態にしたい第2の溶媒に置換し、ほぼ溶媒置換
を完結させてから、第2の溶媒の超臨界状態で溶媒を除
去する方法等がなされている。
When supercritical drying is performed using a single solvent instead of a mixed system, generally, a solvent and a gel-like compound that has been subjected to solvent replacement in the same solvent are put together in an autoclave. After the temperature and the pressure are raised to a temperature higher than the critical point of the solvent, the solvent is gradually removed, and finally the state is returned to a normal temperature and a normal pressure, thereby completing the drying. When supercritical drying is performed in a mixed system of two or more types, a method in which the temperature and pressure are set to a supercritical state in the mixed system in a drying container, and a method of raising the gel-like compound in the drying container. There is a method in which the first solvent is replaced with a second solvent to be brought into a supercritical state, the solvent is almost completely replaced, and then the solvent is removed in a supercritical state of the second solvent.

【0029】前記エアロゲルのブロックは疎水化処理が
施されているために、このエアロゲルのブロックの表面
は粘着性を有するので、接着剤を用いることなく、図1
(a−1)及び図1(b−1)に示すように、このエア
ロゲルのブロック1同志の複数個を直接当接し、積層圧
着することにより一体化され、バルク状エアロゲル2が
得られる。
Since the surface of the aerogel block has been subjected to a hydrophobic treatment, the surface of the aerogel block has tackiness.
As shown in (a-1) and FIG. 1 (b-1), a plurality of blocks 1 of the aerogel are directly brought into contact with each other and laminated and pressed to be integrated to obtain a bulk aerogel 2.

【0030】この複数のエアロゲルのブロック1・・・
を積層して、0.005〜0.5kg/cm2 の圧力で
加圧して接着することが好ましい。すなわち、加圧する
圧力が0.005kg/cm2 未満の場合には、複数の
エアロゲルのブロック1・・・が接着し難く、0.5k
g/cm2 を越える場合には、エアロゲルのブロック1
・・・が壊れる傾向にある。
The plurality of blocks of aerogel 1...
It is preferable that the layers are laminated and pressurized at a pressure of 0.005 to 0.5 kg / cm 2 for adhesion. That is, when the pressure to be applied is less than 0.005 kg / cm 2 , the plurality of airgel blocks 1...
If it exceeds g / cm 2 , block 1 of aerogel
... tend to break.

【0031】図1(a)は、本発明に係るバルク状エア
ロゲルの斜視図であり、このA−A断面が図1(a−
1)乃至図1(a−4)であり、B−B断面が図1(b
−1)乃至図1(b−4)である。本発明に係るバルク
状エアロゲルの製法に用いるエアロゲルのブロック1の
形状については、特に限定されないが、例えば、図1
(a−1)及び図1(b−1)に示すような平板状等が
挙げられる。さらに、図1(a−2)乃至図1(a−
4)及び図1(b−2)乃至図1(b−4)に示すよう
に、エアロゲルのブロック1の接着面1aが凹凸形状
で、互いに整合して積層することが好ましい。この凹凸
形状としては、波形状、のこ刃形状又は歯形状等が挙げ
られる。すなわち、エアロゲルのブロック1の接着面1
aを凹凸形状にすることにより前後左右へのずれを防止
することができ、接着面積が大きくなり、さらに、接着
性が向上する。
FIG. 1A is a perspective view of a bulk airgel according to the present invention.
1) to FIG. 1 (a-4), and a cross section taken along line BB of FIG.
-1) to FIG. 1 (b-4). The shape of the aerogel block 1 used in the method for producing a bulk aerogel according to the present invention is not particularly limited.
(A-1) and a flat plate shape as shown in FIG. 1 (b-1). Further, FIGS. 1 (a-2) to 1 (a-
4) and FIG. 1 (b-2) to FIG. 1 (b-4), it is preferable that the adhesive surface 1a of the airgel block 1 has an uneven shape, and is laminated in alignment with each other. Examples of the uneven shape include a wave shape, a saw blade shape, and a tooth shape. That is, the adhesive surface 1 of the airgel block 1
By making a a concave-convex shape, it is possible to prevent displacement in the front-rear and left-right directions, increase the bonding area, and further improve the adhesiveness.

【0032】これらの形状のゲル状化合物を作製する方
法としては、特に限定されないが、前記反応溶液を入れ
てゲル化させるための容器の形状を予め必要とする形状
にしておき、その上に前記反応溶液を流し込み、ゲル化
する前に必要とする形状の蓋をかぶせ、その後にゲル化
させる方法等が挙げられる。また、本発明のバルク状エ
アロゲル2の厚みは必要とする透光性、断熱性等の性能
によって適宜選択されるものであり、特に限定はされな
い。
The method for producing a gel compound having these shapes is not particularly limited, but the shape of a container in which the reaction solution is to be put and gelled is required in advance, and the above-mentioned container is formed thereon. A method of pouring the reaction solution, covering the gel with a lid having a required shape before gelling, and then gelling may be mentioned. In addition, the thickness of the bulk airgel 2 of the present invention is appropriately selected depending on the required properties such as required light transmittance and heat insulation, and is not particularly limited.

【0033】本発明に係るバルク状エアロゲルの製法に
用いるエアロゲルのブロック1の密度は、特に限定され
ないが、0.01〜0.3g/cm3 であることが好ま
しく、さらには、0.04〜0.2g/cm3 であるこ
とがより好ましい。すなわち、このエアロゲルのブロッ
ク1の密度が0.01g/cm3 未満の場合には、エア
ロゲルの調製が困難となり、ゲル化させるのに多大の時
間を要するとともに、超臨界乾燥時の収縮が避けられな
いといった問題が生じ、現実的にこのようなエアロゲル
のブロック1を製造することは、不可能に近く、0.3
g/cm3 を越える場合には、断熱性や透光性等の性能
が低下するとともに、エアロゲルの調製も困難となる。
The density of the block 1 of the airgel used in the method for producing a bulk airgel according to the present invention is not particularly limited, but is preferably 0.01 to 0.3 g / cm 3 , and more preferably 0.04 to 0.3 g / cm 3. More preferably, it is 0.2 g / cm 3 . That is, when the density of the block 1 of the aerogel is less than 0.01 g / cm 3 , it becomes difficult to prepare the aerogel, it takes a long time to gel, and shrinkage during supercritical drying can be avoided. However, it is almost impossible to manufacture such an airgel block 1 in practice, and 0.3
If it exceeds g / cm 3 , the performance such as heat insulation and light transmission will be reduced, and it will be difficult to prepare an airgel.

【0034】なお、各エアロゲルのブロック1の密度は
全て同じでも良いし、異なっていても良い。
Note that the densities of the blocks 1 of each aerogel may be the same or different.

【0035】本発明に係るバルク状エアロゲルの製法に
用いるエアロゲルは、非常に微細なシリカ粒子からなる
構造体で、その粒子径及び粒子間空隙は光の波長よりも
はるかに小さいために、多孔体であるにもかかわらず透
光性を有し、また、断熱性にも優れている。しかしなが
ら、ゲル状化合物の構造を破壊することなく寸法の大き
なバルク体を得ることは、製造設備及び製造時間の面か
ら非常に難しい。
The aerogel used in the method for producing a bulk aerogel according to the present invention is a structure composed of very fine silica particles, and since the particle size and the interparticle space are much smaller than the wavelength of light, a porous material is used. However, it has a light-transmitting property and is also excellent in heat insulation. However, it is very difficult to obtain a bulk material having a large size without destroying the structure of the gel compound from the viewpoint of manufacturing equipment and manufacturing time.

【0036】本発明に係るバルク状エアロゲルは、作製
が容易な比較的寸法の小さいエアロゲルのブロック1を
積層して成るものであり、しかも、このエアロゲルのブ
ロック1は疎水化処理を施しているために、このエアロ
ゲルのブロック1の表面の疎水基が粘着性を有し、わず
かな圧力でエアロゲルのブロック同志を接着することが
できる。
The bulk airgel according to the present invention is formed by laminating blocks 1 of aerogel having relatively small dimensions which are easy to produce, and since the block 1 of the aerogel has been subjected to a hydrophobic treatment. In addition, the hydrophobic groups on the surface of the block 1 of the airgel have tackiness, and the blocks of the airgel can adhere to each other with a slight pressure.

【0037】本発明に係るバルク状エアロゲルは、一体
型のバルク状エアロゲルと同等の透光性と断熱性をも
ち、かつ、製造面及び施工面において優れている。ここ
で透光性とは、例えば、可視光波長領域等に対する視覚
的な透明性や、赤外領域に対する透過性であるが、これ
に限定されない。
The bulk airgel according to the present invention has the same light transmission and heat insulation properties as the integral bulk airgel, and is excellent in terms of production and construction. Here, the translucency is, for example, visual transparency in a visible light wavelength region or the like, or transparency in an infrared region, but is not limited thereto.

【0038】[0038]

【作用】本発明の請求項1に係るバルク状エアロゲルの
製法では、シリカの多孔質骨格からなる疎水性のエアロ
ゲルのブロック1の複数個を積層、接着して一体化し、
バルク状エアロゲル2を製造するので、多孔質材料に特
有の断熱性等の性能に優れ、透光性を有し、寸法の大き
なバルク状エアロゲルが容易に得られる。
In the method for producing a bulk airgel according to the first aspect of the present invention, a plurality of blocks 1 of a hydrophobic airgel having a porous skeleton of silica are laminated, adhered and integrated,
Since the bulk aerogel 2 is manufactured, a bulk aerogel having excellent heat insulating properties and the like, which is characteristic of a porous material, having translucency, and having large dimensions can be easily obtained.

【0039】本発明の請求項2に係るバルク状エアロゲ
ルの製法は、疎水性のエアロゲルのブロック1が粘着性
を有するので、このエアロゲルのブロック1同志の複数
個を直接当接し、積層圧着するので、接着剤が不要であ
る。
In the method for producing a bulk airgel according to the second aspect of the present invention, since the block 1 of the hydrophobic airgel has adhesiveness, a plurality of the blocks 1 of the airgel are directly contacted and laminated and pressed. No adhesive is required.

【0040】本発明の請求項3に係るバルク状エアロゲ
ルの製法では、エアロゲルのブロック1の複数個を0.
005〜0.5kg/cm2 の圧力で加圧して接着する
ので、複数のエアロゲルのブロック1・・・が壊れるこ
となく、確実に接着される。
In the method for producing a bulk airgel according to the third aspect of the present invention, a plurality of the aerogel blocks 1 are set to 0.1.
.. Are adhered by applying a pressure of 005 to 0.5 kg / cm 2 , so that a plurality of airgel blocks 1 are securely adhered without breaking.

【0041】本発明の請求項4及び請求項5に係るバル
ク状エアロゲルの製法では、エアロゲルのブロック1の
接着面1aが波形状、のこ刃形状又は歯形状等の凹凸形
状で、互いに整合して積層するので、前後左右へのずれ
を防止することができ、接着面積が大きくなり、さら
に、接着性が向上する。
In the method for manufacturing a bulk aerogel according to the fourth and fifth aspects of the present invention, the adhesive surface 1a of the block 1 of the aerogel is formed in a corrugated shape, a saw blade shape or a tooth shape, and is aligned with each other. Since the stacking is performed, it is possible to prevent a shift to the front, rear, left and right, increase the bonding area, and further improve the adhesion.

【0042】本発明の請求項6に係るバルク状エアロゲ
ルの製法では、前記エアロゲルのブロック1の密度が
0.01〜0.3g/cm3 であるので、エアロゲルの
調製が容易であり、ゲル化に要する時間が短くなるると
ともに、超臨界乾燥時の収縮が低減でき、断熱性や透光
性等の性能が良好である。
In the method for producing a bulk airgel according to claim 6 of the present invention, since the density of the block 1 of the airgel is 0.01 to 0.3 g / cm 3 , the preparation of the airgel is easy and the gelation is performed. And the shrinkage during supercritical drying can be reduced, and the performance such as heat insulation and light transmission is good.

【0043】[0043]

【実施例】以下、本発明の一実施例を図面により具体的
に説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS One embodiment of the present invention will be specifically described below with reference to the drawings.

【0044】以下に、この発明の具体的な実施例及び比
較例を示すが、この発明は、下記実施例に限定されな
い。
Hereinafter, specific examples and comparative examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to the following examples.

【0045】(実施例1)平均分子量470のテトラメ
トキシシランのオリゴマー〔コルコート株式会社製;商
品名メチルシリケート51〕に、エタノール〔ナカライ
テスク株式会社製特級試薬〕と水と0.01モル/リッ
トルのアンモニア水溶液とを混合したものを室温で徐々
に添加することにより、テトラメトキシシランのオリゴ
マー:エタノール:水:アンモニア水溶液=1:12
0:20:2.16(モル比)の混合比の反応溶液(以
下、ゾルと称する)を得た。
Example 1 An oligomer of tetramethoxysilane having an average molecular weight of 470 (manufactured by Colcoat Co., Ltd .; trade name: methylsilicate 51) was mixed with ethanol (special grade reagent manufactured by Nacalai Tesque Co., Ltd.), water and 0.01 mol / l. Of tetramethoxysilane: ethanol: water: aqueous ammonia solution = 1: 12.
A reaction solution (hereinafter, referred to as sol) having a mixing ratio of 0: 20: 2.16 (molar ratio) was obtained.

【0046】前記ゾルを容器中に流し込み、室温で静置
することによりゲル化させた。得られたゲル状化合物の
寸法は、54mm×38mm×8mmであった。
The sol was poured into a container and allowed to stand at room temperature to gel. The dimensions of the obtained gel compound were 54 mm × 38 mm × 8 mm.

【0047】次に、このゲル状化合物を18℃、55k
g/cm2 の二酸化炭素中にいれ、ゲル内のエタノ−ル
を二酸化炭素に置換する操作を2〜3時間行った。その
後、容器内を二酸化炭素の超臨界条件である、80℃、
160kg/cm2 にし、超臨界乾燥( 溶媒除去) を1
0時間行った。次にこの超臨界状態の雰囲気に、疎水化
処理剤としてヘキサメチルジシラザンを0.3モル/リ
ットルの割合で添加し、2時間かけて疎水化処理剤を超
臨界流体中に拡散させ、この超臨界流体中にゲル状化合
物を放置し、疎水化処理を施した。その後、超臨界状態
の二酸化炭素を流通した後に減圧し、ゲル状化合物に含
まれるエタノールと疎水化処理剤を除去した。疎水化処
理剤投入から減圧まで15時間要した。容器からエアロ
ゲルのブロックを取り出した。次に得られたエアロゲル
のブロックを6枚積み重ねて0.05kg/cm2 の圧
力で加圧し、接着してバルク状エアロゲルを得た。得ら
れたバルク状エアロゲルの厚みは48mmであり、エア
ロゲルのブロック1同志の接着性は良好であった。バル
ク状エアロゲルのかさ密度、熱伝導率及び光透過率を測
定し、バルク状エアロゲルの構成、厚み及び疎水化処理
の有無を含めて、表1に示した。
Next, this gel compound was heated at 18 ° C. and 55 k
An operation of replacing the ethanol in the gel with carbon dioxide in carbon dioxide at g / cm 2 was performed for 2 to 3 hours. After that, the inside of the container is supercritical condition of carbon dioxide, 80 ° C.,
160 kg / cm 2 , supercritical drying (solvent removal) 1
Performed for 0 hours. Next, to the atmosphere in the supercritical state, hexamethyldisilazane as a hydrophobizing agent was added at a ratio of 0.3 mol / liter, and the hydrophobizing agent was diffused into the supercritical fluid over 2 hours. The gel compound was left in a supercritical fluid and subjected to a hydrophobic treatment. Thereafter, the pressure was reduced after circulating carbon dioxide in a supercritical state to remove ethanol and the hydrophobizing agent contained in the gel compound. It took 15 hours from injection of the hydrophobizing agent to decompression. The airgel block was removed from the container. Next, six blocks of the obtained aerogel were stacked, pressed under a pressure of 0.05 kg / cm 2 , and adhered to obtain a bulk aerogel. The thickness of the obtained bulk airgel was 48 mm, and the adhesiveness of the blocks 1 of the airgel was good. The bulk density, thermal conductivity, and light transmittance of the bulk aerogel were measured, and the results are shown in Table 1, including the configuration, thickness, and presence or absence of a hydrophobic treatment of the bulk aerogel.

【0048】(実施例2)実施例1で用いたゾルと同じ
組成のゾルを用いて、図2(a)に示すような、ゲル状
化合物3を1つ、図2(b)に示すような、ゲル状化合
物4を4つ、図2(c)に示すような、ゲル状化合物5
を1つ作製した以外は実施例1と同様にして、図2
(d)に示すように、エアロゲルのブロック1からなる
バルク状エアロゲル2を得た。得られたバルク状エアロ
ゲルの厚みは48mmであり、エアロゲルのブロック1
同志の接着性は非常に良好であった。バルク状エアロゲ
ルのかさ密度、熱伝導率、及び光透過率を測定し、バル
ク状エアロゲルの構成、厚み及び疎水化処理の有無を含
めて、表1に示した。
Example 2 Using a sol having the same composition as the sol used in Example 1, one gel-like compound 3 as shown in FIG. 2A was obtained, and as shown in FIG. In addition, four gel-like compounds 4 as shown in FIG.
2 in the same manner as in Example 1 except that one
As shown in (d), a bulk airgel 2 composed of the airgel block 1 was obtained. The thickness of the obtained bulk airgel is 48 mm, and the airgel block 1
The adhesion between the comrades was very good. The bulk density, thermal conductivity, and light transmittance of the bulk aerogel were measured, and the results are shown in Table 1, including the configuration, thickness, and presence or absence of a hydrophobic treatment of the bulk aerogel.

【0049】(実施例3)ゾルの配合比をテトラメトキ
シシランのオリゴマー:エタノール:水:アンモニア水
溶液=1:70:20:0.6(モル比)としたこと以
外は実施例2と同様にして、図2(d)に示すように、
エアロゲルのブロック1からなるバルク状エアロゲル2
を得た。得られたバルク状エアロゲルの厚みは48mm
であり、エアロゲルのブロック1同志の接着性は非常に
良好であった。バルク状エアロゲルのかさ密度、熱伝導
率、及び光透過率を測定し、バルク状エアロゲルの構
成、厚み及び疎水化処理の有無を含めて、表1に示し
た。
Example 3 The same procedure as in Example 2 was carried out except that the mixing ratio of the sol was set to oligomer (tetramethoxysilane): ethanol: water: aqueous ammonia = 1: 70: 20: 0.6 (molar ratio). Then, as shown in FIG.
Bulk airgel 2 consisting of airgel blocks 1
I got The thickness of the obtained bulk airgel is 48 mm.
The adhesiveness of the airgel blocks 1 was very good. The bulk density, thermal conductivity, and light transmittance of the bulk aerogel were measured, and the results are shown in Table 1, including the configuration, thickness, and presence or absence of a hydrophobic treatment of the bulk aerogel.

【0050】(実施例4)図2(b)に示すような、ゲ
ル状化合物4を得るためのゾルの配合比をテトラメトキ
シシランのオリゴマー:エタノール:水:アンモニア水
溶液=1:120:20:2.16(モル比)とし、図
2(a)に示すような、ゲル状化合物3及び図2(c)
に示すような、ゲル状化合物5を得るためのゾルの配合
比をテトラメトキシシランのオリゴマー:エタノール:
水:アンモニア水溶液=1:70:20:0.6(モル
比)としたこと以外は実施例2と同様にして、図2
(d)に示すように、エアロゲルのブロック1からなる
バルク状エアロゲル2を得た。得られたバルク状エアロ
ゲルの厚みは48mmであり、エアロゲルのブロック1
同志の接着性は非常に良好であった。バルク状エアロゲ
ルのかさ密度、熱伝導率、及び光透過率を測定し、バル
ク状エアロゲルの構成、厚み及び疎水化処理の有無を含
めて、表1に示した。ここで、ゲル状化合物4に対応す
るエアロゲルのブロック1のかさ密度は0.04g/c
cで、ゲル状化合物3及びゲル状化合物5に対応するエ
アロゲルのブロック1のかさ密度は0.07g/ccで
あった。
Example 4 As shown in FIG. 2 (b), the mixing ratio of the sol to obtain the gelled compound 4 was as follows: oligomer of tetramethoxysilane: ethanol: water: aqueous ammonia solution = 1: 120: 20: 2.16 (molar ratio), and as shown in FIG. 2 (a), gelled compound 3 and FIG. 2 (c)
The mixing ratio of the sol for obtaining the gelled compound 5 as shown in FIG.
As in Example 2, except that water: aqueous ammonia = 1: 70: 20: 0.6 (molar ratio).
As shown in (d), a bulk airgel 2 composed of the airgel block 1 was obtained. The thickness of the obtained bulk airgel is 48 mm, and the airgel block 1
The adhesion between the comrades was very good. The bulk density, thermal conductivity, and light transmittance of the bulk aerogel were measured, and the results are shown in Table 1, including the configuration, thickness, and presence or absence of a hydrophobic treatment of the bulk aerogel. Here, the bulk density of the block 1 of the aerogel corresponding to the gel compound 4 is 0.04 g / c.
In c, the bulk density of the block 1 of the airgel corresponding to the gel compounds 3 and 5 was 0.07 g / cc.

【0051】[0051]

【表1】 [Table 1]

【0052】(比較例1)ゲル状化合物の形状を54m
m×38mm×48mmとし、一体型のゲル状化合物を
得たこと以外は実施例1と同様にして、バルク状エアロ
ゲルを得ようとしたが、溶媒の除去が不十分であり、収
縮するとともに白濁してエアロゲルが完全に破壊されて
しまった。バルク状エアロゲルの構成及び疎水化処理の
有無を表1に示した。
(Comparative Example 1) The shape of the gel compound was 54 m
m × 38 mm × 48 mm, and an attempt was made to obtain a bulk airgel in the same manner as in Example 1 except that an integrated gel compound was obtained. However, the removal of the solvent was insufficient, and the shrinkage and cloudiness occurred. The aerogel was completely destroyed. Table 1 shows the structure of the bulk airgel and the presence or absence of a hydrophobic treatment.

【0053】(比較例2)ゲル状化合物の疎水化処理を
施さなかったこと以外は実施例2と同様にして、、図2
(d)に示すように、エアロゲルのブロック1からなる
バルク状エアロゲル2を得た。得られたバルク状エアロ
ゲルの厚みは48mmであった。ただし、エアロゲルの
ブロック1同志の接着性は、あまり良くなかった。バル
ク状エアロゲルのかさ密度、熱伝導率、及び光透過率を
測定し、バルク状エアロゲルの構成、厚み及び疎水化処
理の有無を含めて、表1に示した。
Comparative Example 2 In the same manner as in Example 2, except that the hydrophobizing treatment of the gel compound was not performed, FIG.
As shown in (d), a bulk airgel 2 composed of the airgel block 1 was obtained. The thickness of the obtained bulk airgel was 48 mm. However, the adhesion between the airgel blocks 1 was not so good. The bulk density, thermal conductivity, and light transmittance of the bulk aerogel were measured, and the results are shown in Table 1, including the configuration, thickness, and presence or absence of a hydrophobic treatment of the bulk aerogel.

【0054】なお、かさ密度は、各エアロゲルのブロッ
クの重量を測定し、体積を算出し、重量/体積を算出す
ることにより求めた。熱伝導率は、英弘精機株式会社製
の定常法による熱伝導率測定装置を使用して、ASTM
−C518に準拠した方法で、設定温度20℃と40℃
の条件で測定した。光透過率は、試料の透過光につい
て、可視光域の分光分布を測定し、可視光透過率をJI
S−R3106に基づいて求めた。
The bulk density was determined by measuring the weight of each aerogel block, calculating the volume, and calculating the weight / volume. The thermal conductivity was measured using an ASTM using a thermal conductivity measuring device manufactured by Eiko Seiki Co., Ltd. by the steady method.
-Set temperature 20 ° C and 40 ° C by a method based on C518
It measured on condition of. The light transmittance is measured by measuring the spectral distribution of the transmitted light of the sample in the visible light range and determining the visible light transmittance by JI.
It was determined based on S-R3106.

【0055】[0055]

【発明の効果】本発明の請求項1に係るバルク状エアロ
ゲルの製法によると、シリカの多孔質骨格からなる疎水
性のエアロゲルのブロックの複数個を積層、接着して一
体化し、バルク状エアロゲルを製造するので、多孔質材
料に特有の断熱性等の性能に優れ、透光性を有し、寸法
の小さなエアロゲルブロックを適宜組み合わせることが
できるので、生産性及び施工性に優れ、必要とする性能
に応じて密度の異なるエアロゲルのブロックを適宜組み
合わせたり、バルク状エアロゲルの厚みを変化させたり
することもでき、寸法の大きなバルク状エアロゲルが容
易に得られる等さまざまな要求に対応することができ
る。
According to the method for producing a bulk airgel according to the first aspect of the present invention, a plurality of blocks of a hydrophobic aerogel having a porous skeleton of silica are laminated, adhered and integrated to form a bulk aerogel. Because it is manufactured, it is excellent in performance such as heat insulation characteristic of porous material, it has translucency, and it can be appropriately combined with airgel blocks with small dimensions, so it is excellent in productivity and workability, and required performance It is also possible to appropriately combine blocks of aerogels having different densities or change the thickness of the bulk aerogel in accordance with the requirements, and to meet various demands such as easily obtaining bulk aerogels having large dimensions.

【0056】本発明の請求項2に係るバルク状エアロゲ
ルの製法によると、疎水性のエアロゲルのブロックが粘
着性を有するので、このエアロゲルのブロック同志の複
数個を直接当接し、積層圧着するので、接着剤が不要で
あるため、さらに、生産性及び施工性に優れる。
According to the method for producing a bulk airgel according to the second aspect of the present invention, since the blocks of the hydrophobic airgel have adhesiveness, a plurality of blocks of the airgel are directly contacted and laminated and pressed. Since no adhesive is required, the productivity and workability are further improved.

【0057】本発明の請求項3に係るバルク状エアロゲ
ルの製法によると、エアロゲルのブロックの複数個を
0.005〜0.5kg/cm2 の圧力で加圧して接着
するので、複数のエアロゲルのブロックが壊れることな
く、確実に接着されるので、寸法の大きなバルク状エア
ロゲルが、より容易に得られる。
According to the method for producing a bulk airgel according to the third aspect of the present invention, a plurality of aerogel blocks are pressurized at a pressure of 0.005 to 0.5 kg / cm 2 and adhered. Larger bulk aerogels are more easily obtained because the blocks are securely bonded without breaking.

【0058】本発明の請求項4及び請求項5に係るバル
ク状エアロゲルの製法によると、エアロゲルのブロック
の接着面が波形状、のこ刃形状又は歯形状等の凹凸形状
で、互いに整合して積層するので、前後左右へのずれを
防止することができ、接着面積が大きくなり、さらに、
接着性が向上するので、寸法の大きなバルク状エアロゲ
ルが、さらに、容易に得られる。
According to the method for manufacturing a bulk airgel according to the fourth and fifth aspects of the present invention, the adhesive surface of the block of the airgel is formed in a corrugated shape, a saw blade shape, a tooth shape or the like, and is aligned with each other. Since it is laminated, it can be prevented from shifting to the front, rear, left and right, the bonding area increases,
Because of the improved adhesion, bulk aerogels with large dimensions are more easily obtained.

【0059】本発明の請求項6に係るバルク状エアロゲ
ルの製法は、前記エアロゲルのブロック1の密度が0.
01〜0.3g/cm3 であるので、エアロゲルの調製
が容易であり、ゲル化に要する時間が短くなるるととも
に、超臨界乾燥時の収縮が低減でき、断熱性や透光性等
の性能が良好であるため、生産性、施工性及び品質に優
れたバルク状エアロゲルが容易に得られる。
According to the method for producing a bulk airgel according to the sixth aspect of the present invention, the density of the block 1 of the airgel is set to 0.1.
Since it is 0.01 to 0.3 g / cm 3 , the preparation of the airgel is easy, the time required for gelation is shortened, the shrinkage during supercritical drying can be reduced, and the properties such as heat insulation and light transmission are obtained. Is good, so that a bulk airgel excellent in productivity, workability and quality can be easily obtained.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例に係るバルク状エアロゲルの製
法の説明図であり、(a)は、バルク状エアロゲルの斜
視図であり、(a−1)乃至(a−4)は、(a)のA
−A断面図であり、(b−1)乃至(b−4)は、
(a)のB−B断面図である。(a−1)及び(b−
1)は、平板のエアロゲルのブロックを用いたバルク状
エアロゲルの断面図、(a−2)及び(b−2)は、波
形状のエアロゲルのブロックを用いたバルク状エアロゲ
ルの断面図、(a−3)及び(b−3)は、のこ刃形状
のエアロゲルのブロックを用いたバルク状エアロゲルの
断面図並びに(a−4)及び(b−4)は、歯形状のエ
アロゲルのブロックを用いたバルク状エアロゲルの断面
図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is an explanatory view of a method for producing a bulk airgel according to an embodiment of the present invention, wherein (a) is a perspective view of the bulk airgel, and (a-1) to (a-4) are ( a) A
FIG. 4A is a cross-sectional view, and (b-1) to (b-4)
It is a BB sectional view of (a). (A-1) and (b-
1) is a cross-sectional view of a bulk airgel using a flat airgel block, (a-2) and (b-2) are cross-sectional views of a bulk airgel using a wavy airgel block, and (a). -3) and (b-3) are cross-sectional views of a bulk airgel using a saw blade-shaped airgel block, and (a-4) and (b-4) use a tooth-shaped airgel block. It is sectional drawing of the bulk airgel which was put.

【図2】本発明の他の実施例に係るバルク状エアロゲル
の製法の説明図であり、(a)は、バルク状エアロゲル
の最上層のエアロゲルのブロックに対応するゲル状化合
物、(b)は、バルク状エアロゲルの中間層のエアロゲ
ルのブロックに対応するゲル状化合物及び(c)は、バ
ルク状エアロゲルの最下層のエアロゲルのブロックに対
応するゲル状化合物の三面図(平面図、立面図、側面
図)であり、(d)は、エアロゲルのブロックからなる
バルク状エアロゲルの斜視図である。
FIGS. 2A and 2B are explanatory diagrams of a method for producing a bulk airgel according to another embodiment of the present invention, in which FIG. 2A is a gel compound corresponding to an airgel block in the uppermost layer of the bulk airgel, and FIG. The gel-like compound corresponding to the aerogel block in the intermediate layer of the bulk aerogel and (c) are three-view (a plan view, an elevation view, and the like) of the gel-like compound corresponding to the aerogel block in the lowermost layer of the bulk aerogel. (D) is a perspective view of a bulk aerogel composed of aerogel blocks.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エアロゲルのブロック 1a 接着面 2 バルク状エアロゲル 1 Aerogel block 1a Adhesive surface 2 Bulk aerogel

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−17942(JP,A) 特開 平4−198238(JP,A) 特開 平5−49910(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B32B 1/00 - 35/00 C01B 33/16 C08J 9/28 102 Continuation of the front page (56) References JP-A-4-17942 (JP, A) JP-A-4-198238 (JP, A) JP-A-5-49910 (JP, A) (58) Fields investigated (Int) .Cl. 7 , DB name) B32B 1/00-35/00 C01B 33/16 C08J 9/28 102

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 縮重合性を有するアルコキシシランを加
水分解し、縮重合反応によりゲル化させてゲル状化合物
とし、このゲル状化合物を疎水化処理及び超臨界乾燥を
施して得たシリカの多孔質骨格からなる疎水性のエアロ
ゲルのブロック(1)の複数個を積層、接着して一体化
し、バルク状エアロゲル(2)を製造することを特徴と
するバルク状エアロゲルの製法。
1. A method of hydrolyzing an alkoxysilane having polycondensability, gelling by a polycondensation reaction to form a gel compound, and subjecting the gel compound to hydrophobic treatment and supercritical drying to obtain a porous silica. A method for producing a bulk aerogel, characterized in that a plurality of hydrophobic aerogel blocks (1) each comprising a porous skeleton are laminated, adhered and integrated to produce a bulk aerogel (2).
【請求項2】 前記エアロゲルのブロック(1)同志の
複数個を直接当接し、積層圧着することを特徴とする請
求項1記載のバルク状エアロゲルの製法。
2. A method for producing a bulk airgel according to claim 1, wherein a plurality of said airgel blocks (1) are directly brought into contact with each other and laminated and pressed.
【請求項3】 前記エアロゲルのブロック(1)の複数
個を0.005〜0.5kg/cm2 の圧力で加圧して
接着することを特徴とする請求項1又は請求項2記載の
バルク状エアロゲルの製法。
3. The bulk of claim 1 or 2 , wherein a plurality of the airgel blocks (1) are bonded by applying a pressure of 0.005 to 0.5 kg / cm 2. Aerogel manufacturing method.
【請求項4】 前記エアロゲルのブロック(1)の接着
面(1a)が凹凸形状で、互いに整合して積層すること
を特徴とする請求項1乃至請求項3記載のバルク状エア
ロゲルの製法。
4. The method for producing a bulk airgel according to claim 1, wherein the adhesive surface (1a) of the block (1) of the airgel has an uneven shape and is laminated in alignment with each other.
【請求項5】 前記エアロゲルのブロック(1)の接着
面(1a)の凹凸形状が波形状、のこ刃形状又は歯形状
であることを特徴とする請求項4記載のバルク状エアロ
ゲルの製法。
5. The method for producing a bulk airgel according to claim 4, wherein the uneven surface of the adhesive surface (1a) of the block (1) of the airgel has a wavy shape, a saw blade shape or a tooth shape.
【請求項6】 前記エアロゲルのブロック(1)の密度
が0.01〜0.3g/cm3 であることを特徴とする
請求項1乃至請求項5記載のバルク状エアロゲルの製
法。
6. The method for producing a bulk airgel according to claim 1, wherein the density of the block (1) of the airgel is 0.01 to 0.3 g / cm 3 .
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