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JP7701028B2 - Aerogel Powder Composition - Google Patents
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本発明は、圧縮力に対する、柔軟性および難破壊性に優れるエアロゲルパウダーを含有するエアロゲルパウダー組成物に関する。 The present invention relates to an aerogel powder composition containing an aerogel powder that has excellent flexibility and resistance to breakage against compressive force.

従来より、エアロゲルと呼ばれる、シロキサン結合を有するゲル乾燥体が知られている。具体的には、シラン化合物の単量体溶液(溶媒:水、および/または有機溶剤)を加水分解することによりゾルを形成し、そのゾルを架橋反応させることによってゲル(縮合化合物)を形成した後、ゲルを乾燥させることによって、多数の気孔を有するエアロゲル(ゲル乾燥体)が得られる(特許文献1)。 A dried gel having siloxane bonds, called aerogel, has been known for some time. Specifically, a sol is formed by hydrolyzing a monomer solution of a silane compound (solvent: water and/or organic solvent), and the sol is crosslinked to form a gel (condensation compound). The gel is then dried to obtain an aerogel (dried gel) having numerous pores (Patent Document 1).

このエアロゲルは、優れた断熱性、光学特性、電気特性を有することから種々の分野で使用が検討されている。その中でもエアロゲルパウダーは、エアロゲルをパウダー状に成形したものであり、その形態から使用分野の拡大が期待されている(特許文献2、3)。 This aerogel has excellent thermal insulation, optical properties, and electrical properties, and its use in various fields is being considered. Among them, aerogel powder is aerogel molded into a powder form, and due to its form, it is expected that its fields of use will expand (Patent Documents 2 and 3).

特許第5250900号公報Patent No. 5250900 国際公開特許2014/024413号公報International Patent Publication No. 2014/024413 特開2018-145331号公報JP 2018-145331 A

しかしながらエアロゲルパウダーは、非常に脆く、使用に適した形態に加工の際、例えば高充填率に詰める場合や塗料等に添加して混練する場合に、当初のパウダー粒径からさらに細かく砕けてしまい、当初期待していたレベルの難破壊性(破壊しにくい性質)が得られないという課題があった。 However, aerogel powder is very brittle, and when it is processed into a form suitable for use, for example when packed at a high filling rate or when added to paint and mixed, it breaks down into smaller particles than the original powder particle size, posing the issue of not being able to achieve the level of breakage resistance (properties that make it difficult to break) that was initially expected.

また表面処理されているエアロゲルパウダーの場合、細かく砕けることにより未処理部分が露出することとなり、表面処理の効果が損なわれるという課題もあった。
これらの課題は、エアロゲルパウダーの柔軟性、特にしなやかさ(圧縮力に対して弾力があってよくしなう特性)が十分でないことによる課題である、と推測されている。
Furthermore, in the case of surface-treated aerogel powder, there was also the issue that the untreated areas would be exposed when the powder was crushed into small pieces, thereby compromising the effectiveness of the surface treatment.
It is speculated that these issues are due to the aerogel powder not having sufficient flexibility, particularly its pliability (the ability to be elastic and bend easily against compressive forces).

本発明の目的は、圧縮力に対し、柔軟性および難破壊性に優れるエアロゲルパウダーを含有するエアロゲルパウダー組成物を提供することにある。 The object of the present invention is to provide an aerogel powder composition containing an aerogel powder that is excellent in flexibility and resistance to breakage against compressive force.

本発明の目的は、以下によって達成された。 The object of the present invention has been achieved by:

1.少なくともエアロゲルパウダーを含有するエアロゲルパウダー組成物であって、前記エアロゲルパウダーは、シラン化合物の加水分解縮合物であるエアロゲルからなり、前記シラン化合物が、4官能シラン化合物、3官能シラン化合物および2官能シラン化合物の質量百分率を、それぞれQx、Tx、Dxとするとき、0≦Qx≦70、30≦Tx≦100、0≦Dx<30(ただしQx+Tx+Dx=100)であり、前記エアロゲルパウダーは、下記式(1)で定める破壊率が10%以下である、エアロゲルパウダー組成物。
破壊率(%)=(破壊量(g)/破壊前のエアロゲルパウダーの質量(g))×100・・(1)
ここで「破壊量」とは、篩で粒径250μm~1000μmの範囲に調整したエアロゲルパウダー3mlを、万能試験機により圧縮断面積1.34cm、最大荷重500N,圧縮応力371.2N/mの条件で圧縮し、圧縮後、目開き250μmの篩にかけ、篩を通過した、破壊されたエアロゲルパウダーの合計質量(g)を意味する。
2.前記エアロゲルパウダーは、下記(2)式で定める変形率が15%以上である、前記1記載のエアロゲルパウダー組成物。
変形率(%)={変形変化量(mm)/変形前のエアロゲルの充填高さ(mm)}×100・・(2)
ここで、「変形変化量」とは、底面積1.34cmを有する円筒状のシリンダー容器内に、高さ16mmの位置まで前記エアロゲルパウダーを充填した状態で、ピストンを用いて10Nで圧縮したときの充填高さの変化量(mm)を意味し、変形前のエアロゲルの充填高さは16mmである。
3.前記シラン化合物が、0<Qx≦50、40≦Tx<100、0≦Dx<30(ただしQx+Tx+Dx=100)であり、前記エアロゲルパウダーは、前記破壊率が6%以下である、前記1記載のエアロゲルパウダー組成物。
4.前記エアロゲルパウダーは、下記(2)式で定める前記変形率が20%以上である、前記3記載のエアロゲルパウダー組成物。
変形率(%)={変形変化量(mm)/変形前のエアロゲルの充填高さ(mm)}×100・・(2)
ここで、「変形変化量」とは、底面積1.34cmを有する円筒状のシリンダー容器内に、高さ16mmの位置まで前記エアロゲルパウダーを充填した状態で、ピストンを用いて10Nで圧縮したときの充填高さの変化量(mm)を意味し、変形前のエアロゲルの充填高さは16mmである。
5.前記エアロゲルパウダーが、大気圧乾燥法により乾燥されたエアロゲルからなる、前記1~4のいずれかに記載のエアロゲルパウダー組成物。
6.前記エアロゲルパウダー組成物が、前記エアロゲルパウダーと他の粉粒体との混合物である、前記1~5のいずれかに記載のエアロゲルパウダー組成物。
7.前記エアロゲルパウダー組成物が、前記エアロゲルパウダーを分散質として、液体状の分散媒に分散させたエアロゲルパウダー分散物である、前記1~5のいずれかに記載のエアロゲルパウダー組成物。
1. An aerogel powder composition containing at least an aerogel powder, the aerogel powder being made of an aerogel which is a hydrolysis condensation product of a silane compound, the silane compound being a tetrafunctional silane compound, a trifunctional silane compound and a bifunctional silane compound, the mass percentages of which are Qx, Tx and Dx, respectively, and 0≦Qx≦70, 30≦Tx≦100 and 0≦Dx<30 (where Qx+Tx+Dx=100), and the aerogel powder has a destruction rate of 10% or less as determined by the following formula (1):
Destruction rate (%) = (destruction amount (g) / mass (g) of aerogel powder before destruction) × 100 (1)
The term "destruction amount" used herein means the total mass (g) of the destroyed aerogel powder that has been adjusted to a particle size in the range of 250 μm to 1000 μm using a sieve, compressed in a universal testing machine under conditions of a compression cross-sectional area of 1.34 cm 2 , a maximum load of 500 N, and a compression stress of 371.2 N /m 2 , and then passed through a sieve with a mesh size of 250 μm.
2. The aerogel powder composition according to 1 above, wherein the aerogel powder has a deformation rate determined by the following formula (2) of 15% or more.
Deformation rate (%) = {deformation change (mm) / aerogel filling height before deformation (mm)} × 100 (2)
Here, the "deformation change amount" means the change in the filling height (mm) when the aerogel powder is filled to a height of 16 mm in a cylindrical cylinder container having a bottom area of 1.34 cm2 and compressed with a piston at 10 N, and the filling height of the aerogel before deformation is 16 mm.
3. The aerogel powder composition according to 1 above, wherein the silane compound satisfies 0<Qx≦50, 40≦Tx<100, and 0≦Dx<30 (where Qx+Tx+Dx=100), and the aerogel powder has a destruction rate of 6% or less.
4. The aerogel powder composition according to 3 above, wherein the aerogel powder has a deformation rate of 20% or more as determined by the following formula (2):
Deformation rate (%) = {deformation change (mm) / aerogel filling height before deformation (mm)} × 100 (2)
Here, the "deformation change amount" means the change in the filling height (mm) when the aerogel powder is filled to a height of 16 mm in a cylindrical cylinder container having a bottom area of 1.34 cm2 and compressed with a piston at 10 N, and the filling height of the aerogel before deformation is 16 mm.
5. The aerogel powder composition according to any one of 1 to 4 above, wherein the aerogel powder is made of an aerogel dried by an atmospheric pressure drying method.
6. The aerogel powder composition according to any one of 1 to 5 above, wherein the aerogel powder composition is a mixture of the aerogel powder and other powder or granular material.
7. The aerogel powder composition according to any one of 1 to 5 above, wherein the aerogel powder composition is an aerogel powder dispersion in which the aerogel powder is dispersed as a dispersoid in a liquid dispersion medium.

本発明によれば、圧縮力に対し、柔軟性および難破壊性に優れるエアロゲルパウダー組成物およびそのエアロゲルパウダーを提供することができる。 The present invention provides an aerogel powder composition and aerogel powder thereof that are excellent in flexibility and resistance to breakage when subjected to compression force.

本発明のエアロゲル組成物に含有するエアロゲルパウダーを形成するのに使用されるシラン化合物である、4官能シラン化合物、3官能シラン化合物および2官能シラン化合物のそれぞれの質量百分率であるQx、TxおよびDxの適正範囲(領域I)および好適範囲(領域II)を示した三角図である。It is a triangular diagram showing the appropriate range (region I) and the preferred range (region II) of Qx, Tx, and Dx, which are the mass percentages of each of the tetrafunctional silane compound, trifunctional silane compound, and bifunctional silane compound, which are silane compounds used to form the aerogel powder contained in the aerogel composition of the present invention. エアロゲルパウダーの破壊率および変形率を評価する際に使用する万能試験機(圧縮試験機)の模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram of a universal testing machine (compression testing machine) used to evaluate the fracture rate and deformation rate of aerogel powder.

以下、本発明の実施形態について説明する。
(1)エアロゲルパウダー組成物
(1-1)エアロゲル
本発明のエアロゲルパウダー組成物は、少なくともエアロゲルパウダーを含有するエアロゲルパウダー組成物であって、エアロゲルパウダーは、シラン化合物の加水分解縮合物であるエアロゲルからなり、該シラン化合物が、4官能シラン化合物、3官能シラン化合物および2官能シラン化合物の質量百分率を、それぞれQx、Tx、Dxとするとき、0≦Qx≦70、30≦Tx≦100、0≦Dx<30(ただしQx+Tx+Dx=100)であり、エアロゲルパウダーは、下記式(1)で定める破壊率が10%以下である、エアロゲルパウダー組成物であることを特徴とする。
破壊率(%)=(破壊量(g)/破壊前のエアロゲルパウダーの質量(g))×100・・(1)
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described.
(1) Aerogel Powder Composition (1-1) Aerogel The aerogel powder composition of the present invention is an aerogel powder composition containing at least an aerogel powder, the aerogel powder being composed of an aerogel which is a hydrolysis condensation product of a silane compound, the silane compound being such that, when the mass percentages of a tetrafunctional silane compound, a trifunctional silane compound and a bifunctional silane compound are Qx, Tx and Dx, respectively, 0≦Qx≦70, 30≦Tx≦100 and 0≦Dx<30 (where Qx+Tx+Dx=100), and the aerogel powder is an aerogel powder composition having a destruction rate of 10% or less as defined by the following formula (1):
Destruction rate (%) = (destruction amount (g) / mass (g) of aerogel powder before destruction) × 100 (1)

ここで「破壊量」とは、篩で粒径250μm~1000μmの範囲に調整したエアロゲルパウダー3mlを、万能試験機により圧縮断面積1.34cm、最大荷重500N,圧縮応力371.2N/mの条件で圧縮し、圧縮後、目開き250μmの篩にかけ、篩を通過した、破壊されたエアロゲルパウダーの合計質量(g)を意味する。 The term "destruction amount" used herein means the total mass (g) of the destroyed aerogel powder that has been adjusted to a particle size in the range of 250 μm to 1000 μm using a sieve, compressed in a universal testing machine under conditions of a compression cross-sectional area of 1.34 cm 2 , a maximum load of 500 N, and a compression stress of 371.2 N /m 2 , and then passed through a sieve with a mesh size of 250 μm.

そして、上記の構成を満たす本発明のエアロゲルパウダー組成物は、その中に含有するエアロゲルパウダーが、下記(2)式で定める変形率を大きくすることができ、例えば15%以上とすることができる。
変形率(%)={変形変化量(mm)/変形前のエアロゲルの充填高さ(mm)}×100・・(2)
ここで、「変形変化量」とは、底面積1.34cmを有する円筒状のシリンダー容器内に、高さ16mmの位置まで前記エアロゲルパウダーを充填した状態で、ピストンを用いて10Nで圧縮したときの充填高さの変化量(mm)を意味し、変形前のエアロゲルの充填高さは16mmである。
The aerogel powder composition of the present invention that satisfies the above-mentioned requirements can increase the deformation rate of the aerogel powder contained therein, as determined by the following formula (2), and can make the deformation rate, for example, 15% or more.
Deformation rate (%) = {deformation change (mm) / aerogel filling height before deformation (mm)} × 100 (2)
Here, the "deformation change amount" means the change in the filling height (mm) when the aerogel powder is filled to a height of 16 mm in a cylindrical cylinder container having a bottom area of 1.34 cm2 and compressed with a piston at 10 N, and the filling height of the aerogel before deformation is 16 mm.

加水分解縮合するシラン化合物の組成を0≦Qx≦70、30≦Tx≦100、0≦Dx<30とし、かつ破壊率を10%以下とすることによって、柔軟性と難破壊性の双方に優れたエアロゲルパウダーを得ることができる。 By setting the composition of the silane compound to be hydrolyzed and condensed within the range of 0≦Qx≦70, 30≦Tx≦100, 0≦Dx<30, and setting the breakage rate to 10% or less, it is possible to obtain an aerogel powder that is both flexible and break-resistant.

また、エアロゲルの変形量は、エアロゲルの骨格に依るため、エアロゲル骨格の構成を左右するQx、Tx、Dxの比と関係がある。Qxが増えるほど、エアロゲルは柔軟性を失い変形しにくくなる。このため、Qxが70%を超えると、本発明のエアロゲル組成物に含有するエアロゲルパウダーを構成するエアロゲル特有のしなやかさ(柔軟性)を失い、変形量が小さくなってしまう。 The amount of deformation of the aerogel depends on the aerogel skeleton, and is therefore related to the ratio of Qx, Tx, and Dx, which determine the structure of the aerogel skeleton. As Qx increases, the aerogel loses flexibility and becomes less likely to deform. For this reason, when Qx exceeds 70%, the aerogel that constitutes the aerogel powder contained in the aerogel composition of the present invention loses its suppleness (flexibility), and the amount of deformation becomes smaller.

一方、Dxを増やした配合にすると柔軟性を増し、変形しやすくなるが、Dxが30%以上になると、ゲル化しにくくなるなどの製造上の問題が生じる。 On the other hand, increasing the Dx content of the formulation increases flexibility and makes the material easier to deform, but if Dx is 30% or more, manufacturing problems arise, such as the material becoming difficult to gel.

また、本発明の好適な実施形態のエアロゲルパウダー組成物は、少なくともエアロゲルパウダーを含有するエアロゲルパウダー組成物であって、エアロゲルパウダーは、シラン化合物の加水分解縮合物であるエアロゲルからなり、シラン化合物が、4官能シラン化合物、3官能シラン化合物および2官能シラン化合物の質量百分率を、0<Qx≦50、40≦Tx<100、0≦Dx<30(ただしQx+Tx+Dx=100)であり、エアロゲルパウダーは、破壊率が6%以下であることが好ましい。この構成を採用することによって、エアロゲルパウダーは、破壊率が6%以下となって難破壊性がより一層向上するとともに、変形率を、例えば20%以上となるため、柔軟性もより一層向上させることができる。 In addition, the aerogel powder composition of a preferred embodiment of the present invention is an aerogel powder composition containing at least aerogel powder, the aerogel powder being made of aerogel which is a hydrolysis condensation product of a silane compound, the silane compound being a tetrafunctional silane compound, a trifunctional silane compound and a bifunctional silane compound in mass percentages of 0<Qx≦50, 40≦Tx<100, 0≦Dx<30 (where Qx+Tx+Dx=100), and the aerogel powder preferably has a breaking rate of 6% or less. By adopting this configuration, the aerogel powder has a breaking rate of 6% or less, which further improves the resistance to breaking, and the deformation rate is, for example, 20% or more, which further improves the flexibility.

さらに、本発明の好適な実施形態のエアロゲルパウダー組成物は、前記シラン化合物が、4官能シラン化合物、3官能シラン化合物および2官能シラン化合物の質量百分率を、0<Qx<50、50≦Tx<100、0≦Dx<30(ただしQx+Tx+Dx=100)であり、エアロゲルパウダーは、破壊率が4%以下であることが好ましい。この構成を採用することによって、エアロゲルパウダーは、破壊率が4%以下となって難破壊性がより一層向上するとともに、変形率を、例えば25%以上となるため、柔軟性もより一層向上させることができる。 Furthermore, in the aerogel powder composition of a preferred embodiment of the present invention, the silane compound is a tetrafunctional silane compound, a trifunctional silane compound, and a difunctional silane compound, and the mass percentage of the silane compound is preferably 0<Qx<50, 50≦Tx<100, 0≦Dx<30 (where Qx+Tx+Dx=100), and the aerogel powder has a break rate of 4% or less. By adopting this configuration, the aerogel powder has a break rate of 4% or less, which further improves the break resistance, and the deformation rate is, for example, 25% or more, which further improves the flexibility.

本発明者らは、本発明のエアロゲルの構造が、固体29Si-NMR(DD-MAS法)により同定できること、すなわち、固体29Si-NMR(DD-MAS法)によって測定されるQ成分、T成分およびD成分に由来するシグナル面積積分値から算出されるQ成分、T成分およびD成分の存在割合は、それぞれ、上述したエアロゲルパウダーを構成するエアロゲルの作製のための主原料となる、4官能シラン化合物、3官能シラン化合物および2官能シラン化合物の質量百分率Qx、TxおよびDxの割合と実質的に一致することを確認した。 The present inventors have confirmed that the structure of the aerogel of the present invention can be identified by solid-state 29Si -NMR (DD-MAS method), that is, the abundance ratios of the Q component, the T component and the D component calculated from the signal area integral values derived from the Q component, the T component and the D component measured by solid -state 29Si-NMR (DD-MAS method) are substantially consistent with the mass percentages Qx, Tx and Dx of the tetrafunctional silane compound, the trifunctional silane compound and the bifunctional silane compound, which are the main raw materials for producing the aerogel constituting the above-mentioned aerogel powder.

29Si-NMRの測定条件は以下の通りである。
機器:固体NMR装置(日本電子株式会社製JNM-ECA400)
条件:プロトン共鳴周波数:390MHz、時間:750秒/回、積算回数:48回、総測定時間:10時間:マジック角回転法(DD)、および双極子デカップリング法(Magic Angle Spinning、Dipolar Dephasing法)を使用。
The measurement conditions for 29 Si-NMR are as follows.
Equipment: Solid-state NMR device (JNM-ECA400 manufactured by JEOL Ltd.)
Conditions: Proton resonance frequency: 390 MHz, time: 750 seconds/time, number of integrations: 48 times, total measurement time: 10 hours: Magic angle spinning (DD) and dipolar decoupling (Magic Angle Spinning, Dipolar Dephasing) methods were used.

本発明のエアロゲルパウダー組成物は、エアロゲルを粉砕することによって得られるエアロゲルパウダーだけで構成することができるが、機能性付与、外観向上、装飾性付与等を意図して添加剤をさらに含む混合物や分散物として構成することもできる。エアロゲルパウダー組成物に含有するエアロゲルパウダーの含有量は、エアロゲルパウダー組成物全体の80体積%以上が好ましく、より好ましくは85体積%以上であり、さらに好ましくは90体積%以上であり、より好適には95体積%以上である。 The aerogel powder composition of the present invention can be composed of only aerogel powder obtained by pulverizing aerogel, but can also be composed of a mixture or dispersion further containing additives intended to impart functionality, improve appearance, impart decorativeness, etc. The content of aerogel powder contained in the aerogel powder composition is preferably 80 volume % or more of the entire aerogel powder composition, more preferably 85 volume % or more, even more preferably 90 volume % or more, and even more preferably 95 volume % or more.

エアロゲルパウダー組成物に含有させる添加剤としては、特に限定はしないが、例えば、シリカ粒子等の無機充填剤、帯電防止剤、潤滑剤、無機顔料、有機顔料、無機染料、有機染料等が挙げられる。 Additives to be contained in the aerogel powder composition are not particularly limited, but examples include inorganic fillers such as silica particles, antistatic agents, lubricants, inorganic pigments, organic pigments, inorganic dyes, organic dyes, etc.

ここで、4官能シラン化合物とは、シロキサン結合数(シリコン原子1個に結合する酸素原子の数)が4個であるシラン化合物のことであり、3官能シラン化合物とは、シロキサン結合数が3個であるシラン化合物のことであり、そして、2官能シラン化合物とは、シロキサン結合数が2個であるシラン化合物のことである。 Here, a tetrafunctional silane compound is a silane compound with four siloxane bonds (the number of oxygen atoms bonded to one silicon atom), a trifunctional silane compound is a silane compound with three siloxane bonds, and a bifunctional silane compound is a silane compound with two siloxane bonds.

4官能シラン化合物としては、例えばテトラアルコキシシラン、テトラアセトキシシランが挙げられる。テトラアルコキシシランの望ましい実施態様としては、アルコキシ基の炭素数が1~9のものが挙げられる。 Examples of tetrafunctional silane compounds include tetraalkoxysilane and tetraacetoxysilane. Preferred embodiments of tetraalkoxysilane include those in which the alkoxy group has 1 to 9 carbon atoms.

例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン、テトライソプロポキシシランなどが挙げられる。これらのシラン化合物は、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。本発明では、4官能シラン化合物として、特にテトラメトキシシラン(TMOS)を用いることが好ましい。 For example, tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetrapropoxysilane, tetraisopropoxysilane, etc. can be mentioned. These silane compounds may be used alone or in combination. In the present invention, it is particularly preferable to use tetramethoxysilane (TMOS) as a tetrafunctional silane compound.

3官能シラン化合物としては、例えばトリアルコキシシラン、トリアセトキシシランが挙げられる。トリアルコキシシランの望ましい実施態様としては、アルコキシ基の炭素数が1~9のものが挙げられる。 Examples of trifunctional silane compounds include trialkoxysilane and triacetoxysilane. A preferred embodiment of the trialkoxysilane is one in which the alkoxy group has 1 to 9 carbon atoms.

例えば、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、プロピルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、オクチルトリメトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、プロピルトリエトキシシラン、ペンチルトリエトキシシラン、ヘキシルトリエトキシシラン、オクチルトリエトキシシランなどが挙げられる。 For example, methyltrimethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, propyltrimethoxysilane, hexyltrimethoxysilane, octyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltriethoxysilane, propyltriethoxysilane, pentyltriethoxysilane, hexyltriethoxysilane, octyltriethoxysilane, etc.

これら化合物は、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。本発明では、3官能シラン化合物として、特にメチルトリメトキシシラン(MTMS)を用いることが好ましい。 These compounds may be used alone or in combination. In the present invention, it is particularly preferable to use methyltrimethoxysilane (MTMS) as the trifunctional silane compound.

2官能シラン化合物としては、例えばジアルコキシシラン、ジアセトキシシランがある。ジアルコキシシランの望ましい実施態様としては、アルコキシ基の炭素数が1~9のものが挙げられる。 Examples of bifunctional silane compounds include dialkoxysilane and diacetoxysilane. Preferred embodiments of dialkoxysilane include those in which the alkoxy group has 1 to 9 carbon atoms.

具体的には、ジメチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、ジイソブチルジメトキシシランなどが挙げられる。これら化合物は、単独で用いてもよいし、複数を組み合わせて用いてもよい。本発明では、2官能シラン化合物として、特にジメチルジメトキシシラン(DMDMS)を用いることが好ましい。 Specific examples include dimethyldimethoxysilane, diethyldimethoxysilane, and diisobutyldimethoxysilane. These compounds may be used alone or in combination. In the present invention, it is particularly preferable to use dimethyldimethoxysilane (DMDMS) as the bifunctional silane compound.

(1-2)エアロゲルパウダー
本発明のエアロゲルパウダー組成物に含有するエアロゲルパウダーは、エアロゲルを機械的に粉砕した粉粒体であり、その粒径は5nm~10mmであり、この粉砕したエアロゲルパウダーは、篩や風力等通常の手段を使用して分級することができる。
(1-2) Aerogel Powder The aerogel powder contained in the aerogel powder composition of the present invention is a powdered material obtained by mechanically pulverizing aerogel, and has a particle size of 5 nm to 10 mm. This pulverized aerogel powder can be classified using ordinary means such as a sieve or wind power.

分級したエアロゲルパウダーの平均粒径は、その使用目的により適宜調整、選択することができるが、例えば充填剤とする場合は20μm~3mmであることが好ましく、50μm~1mmであることがより好ましい。また、エアロゲルパウダーを分散質として、塗料等の液体状の分散媒に分散させてエアロゲルパウダー分散物とする場合は、エアロゲルパウダーの平均粒径は、5~100μmであることが好ましく、5~50μmであることがより好ましい。 The average particle size of the classified aerogel powder can be adjusted and selected as appropriate depending on the purpose of use, but for example, when used as a filler, it is preferably 20 μm to 3 mm, and more preferably 50 μm to 1 mm. Furthermore, when the aerogel powder is used as a dispersoid and dispersed in a liquid dispersion medium such as paint to produce an aerogel powder dispersion, the average particle size of the aerogel powder is preferably 5 to 100 μm, and more preferably 5 to 50 μm.

ここで平均粒径は、レーザ回折式粒子径分布測定装置SALD―2300((株)島津製作所製)によって測定した平均粒径をいう。 Here, the average particle size refers to the average particle size measured using a laser diffraction particle size distribution analyzer SALD-2300 (manufactured by Shimadzu Corporation).

エアロゲルパウダーは、例えば充填率を上げるために、分級した平均粒径の異なる複数種類のエアロゲルパウダーを混合して使用することができる。 For example, to increase the filling rate, aerogel powder can be used by mixing multiple types of classified aerogel powder with different average particle sizes.

エアロゲルパウダーの形状は、粉砕工程を経ることから通常不定形となるが、球状、板状、フレーク状、繊維状などの特定の形状にすることができる。形状は、SEMにより直接観察することができる。 The shape of aerogel powder is usually amorphous due to the grinding process, but it can be made into specific shapes such as spheres, plates, flakes, and fibers. The shape can be directly observed using a SEM.

エアロゲルパウダーの弾性率は、2.00~15.00MPaであることが好ましく、3.00~10.00MPaであることがより好ましい。ここで弾性率は、微小圧縮試験機((株)島津製作所製)によって測定した23℃、50%RH雰囲気下で測定した弾性率をいう。 The elastic modulus of the aerogel powder is preferably 2.00 to 15.00 MPa, and more preferably 3.00 to 10.00 MPa. The elastic modulus here refers to the elastic modulus measured in an atmosphere of 23°C and 50% RH using a microcompression tester (manufactured by Shimadzu Corporation).

エアロゲルパウダーは、上記範囲の弾性率を有することから、加工時の圧力や高いシェアによって過剰の粉砕がされることなく所定の容器に高充填することができ、また断熱性塗料等に混練した場合、設計通りの断熱性を得ることができる。 Since the aerogel powder has an elastic modulus within the above range, it can be highly packed into a specified container without being excessively crushed due to the pressure or high shear during processing, and when mixed into insulating paint, etc., it can achieve the designed insulating properties.

(1-3)エアロゲルパウダーの特性
本発明のエアロゲルパウダー組成物は、少なくともエアロゲルパウダーを含有するエアロゲルパウダー組成物であって、破壊率が10%以下であり、好ましくは6%以下であり、より好適には4%以下である。さらに、本発明のエアロゲルパウダー組成物は、例えば、同体積の数平均分子量200のポリエチレングリコールと混合した際に、均一で濁度の低い混合物または分散物であることが好ましい。
(1-3) Characteristics of Aerogel Powder The aerogel powder composition of the present invention is an aerogel powder composition containing at least an aerogel powder, and has a destruction rate of 10% or less, preferably 6% or less, and more preferably 4% or less. Furthermore, the aerogel powder composition of the present invention is preferably a homogeneous mixture or dispersion with low turbidity when mixed with, for example, the same volume of polyethylene glycol having a number average molecular weight of 200.

本発明のエアロゲルパウダーの材料であるエアロゲルは、その構造を微視的に観察した場合、固形物が満たされたバルク部(骨格部)と、バルク部内に3次元ネットワーク状に貫通した気孔部とで主に構成されている。 When the structure of aerogel, which is the material of the aerogel powder of the present invention, is observed microscopically, it is mainly composed of a bulk portion (skeleton portion) filled with solid matter and pores that run through the bulk portion in the form of a three-dimensional network.

この構造が、パウダーとしての圧縮力に顕著な効果を発揮していると推測している。また、数平均分子量200ポリエチレングリコールとの相溶性にも関与していると推測している。 It is believed that this structure has a significant effect on the compressibility of the powder. It is also believed that it is involved in the compatibility with polyethylene glycol with a number-average molecular weight of 200.

バルク部は、固形物がシロキサン結合による三次元ネットワークを形成した連続体から構成される。三次元ネットワークは、ネットワークの最小単位である格子を、立方体で近似したときの一辺の平均長さは、2nm以上25nm以下である。 The bulk portion is composed of a continuum of solids that form a three-dimensional network through siloxane bonds. When the lattice, the smallest unit of the three-dimensional network, is approximated by a cube, the average length of one side is 2 nm or more and 25 nm or less.

なお、一辺の平均長さは、2nm以上、5nm以上、7nm以上、10nm以上であり、かつ、25nm以下、20nm以下、15nm以下であることが好ましい。 It is preferable that the average length of one side is 2 nm or more, 5 nm or more, 7 nm or more, or 10 nm or more, and 25 nm or less, 20 nm or less, or 15 nm or less.

また、気孔部は、上記バルク部内を貫通するチューブ状をなし、気孔をチューブで近似し、チューブの内径を円で近似したときの平均内径は、5nm以上100nm以下である。なお、気孔の平均内径は、5nm以上、7nm以上、10nm以上、20nm以上、30nm以上、50nm以上であり、かつ、100nm以下、90nm以下、80nm以下、70nm以下であることが好ましい。 The pores are tubular and penetrate the bulk portion. When the pores are approximated by tubes and the inner diameter of the tubes is approximated by a circle, the average inner diameter is 5 nm or more and 100 nm or less. It is preferable that the average inner diameter of the pores is 5 nm or more, 7 nm or more, 10 nm or more, 20 nm or more, 30 nm or more, 50 nm or more, and 100 nm or less, 90 nm or less, 80 nm or less, 70 nm or less.

ここで、上記チューブの内径は、空気を構成する元素分子の大気圧における平均自由行程(MFP)以下の寸法となっている。 Here, the inner diameter of the tube is less than the mean free path (MFP) of the elemental molecules that make up air at atmospheric pressure.

また、エアロゲルの気孔率、すなわちエアロゲル全体の体積に占める気孔部の体積の割合は、70%以上である。気孔率の一例としては、75%以上、80%以上、85%以上、90%以上であってもよい。 The porosity of the aerogel, i.e., the ratio of the volume of the pores to the total volume of the aerogel, is 70% or more. Examples of the porosity include 75% or more, 80% or more, 85% or more, and 90% or more.

本発明のエアロゲルは、物理特性を充足する限りにおいて、上記したバルク部、気孔部以外の構造を含んでもよい。一例として、上述した気孔部とは異なる空隙(ボイド)を含んでもよい。 The aerogel of the present invention may contain structures other than the bulk and pores described above, so long as the physical properties are satisfied. As an example, it may contain voids other than the pores described above.

また、別の一例として、後述する物理特性を充足する限りにおいて、製造上不可避成分として残存する水、有機溶剤、界面活性剤、触媒およびこれらの分解物を含むことができる。さらに、他の一例として、製造上不可避成分として製造空間や製造装置から混入する塵埃を含むことができる。 As another example, the material may contain water, organic solvents, surfactants, catalysts, and decomposition products thereof that remain as unavoidable components in the manufacturing process, so long as the material satisfies the physical properties described below. As yet another example, the material may contain dust that is mixed in from the manufacturing space or manufacturing equipment as unavoidable components in the manufacturing process.

本発明のエアロゲルは、密度が0.15g/cm以下であることが好ましい。ここで密度は、水銀圧入法により求められるものである。本発明のエアロゲルは、密度が0.15g/cm以下であるため、熱伝導率が0.015W/m・K以下と小さく、優れた断熱性を有する。 The aerogel of the present invention preferably has a density of 0.15 g/cm3 or less . Here, the density is determined by mercury intrusion porosimetry. Since the aerogel of the present invention has a density of 0.15 g/cm3 or less , the thermal conductivity is small, at 0.015 W/m·K or less, and the aerogel has excellent heat insulation properties.

本発明のエアロゲルパウダー組成物は、エアロゲルパウダーと他の粉粒体(例えば顔料、染料等)との混合物であって
本発明のエアロゲルパウダー分散物は、均一な分散状態をもよい。また、本発明のエアロゲルパウダー組成物は、エアロゲルパウダーを分散質として、液体状の分散媒に分散させたエアロゲルパウダー分散物とすることができる(以下、単に「エアロゲルパウダー分散物」という場合がある)。分散媒とする液体としては、水、エチルアルコール、エチレングリコール、酢酸エチル、トルエン等の通常の塗料、接着剤等に使用される溶媒を使用することができる。エアロゲルパウダーは、顔料、染料等が既に分散されている塗料に分散させることもできる。
The aerogel powder composition of the present invention is a mixture of aerogel powder and other powder particles (e.g., pigments, dyes, etc.), and the aerogel powder dispersion of the present invention may be in a uniform dispersion state. In addition, the aerogel powder composition of the present invention can be an aerogel powder dispersion in which the aerogel powder is dispersed in a liquid dispersion medium as a dispersant (hereinafter, sometimes simply referred to as "aerogel powder dispersion"). As the liquid to be used as the dispersion medium, solvents used in ordinary paints, adhesives, etc., such as water, ethyl alcohol, ethylene glycol, ethyl acetate, and toluene, can be used. The aerogel powder can also be dispersed in paint in which pigments, dyes, etc. are already dispersed.

本発明のエアロゲルパウダー分散物は、均一な分散状態を安定して維持することができる。例えば、エアロゲルパウダーを、同体積の数平均分子量200のポリエチレングリコールに混合分散してエアロゲルパウダー分散物とし、その後、エアロゲルパウダー分散物を30分静置したとき、本発明のエアロゲルパウダー組成物であるエアロゲルパウダー分散物は、均一な分散状態を維持し、かつ濁度が300度以下である。 The aerogel powder dispersion of the present invention can stably maintain a uniform dispersion state. For example, when an aerogel powder is mixed and dispersed in an equal volume of polyethylene glycol having a number average molecular weight of 200 to prepare an aerogel powder dispersion, and then the aerogel powder dispersion is allowed to stand for 30 minutes, the aerogel powder dispersion, which is the aerogel powder composition of the present invention, maintains a uniform dispersion state and has a turbidity of 300 degrees or less.

ここで、エアロゲルパウダー分散物において、「均一な分散状態」とは、エアロゲルパウダーが、分散媒中に均一に分散している状態であって、かつエアロゲルパウダー分散物を収容する容器の底に沈殿していない状態であることをいう。 Here, in the aerogel powder dispersion, "uniform dispersion state" means a state in which the aerogel powder is uniformly dispersed in the dispersion medium and does not settle to the bottom of the container that holds the aerogel powder dispersion.

また、ここでいう「濁度」は、濁度を測定する試料液(エアロゲルパウダー分散物)とホルマジン濁度標準液とを、目視または透過散乱法による濁度計で対比することによって容易に知ることができる。濁度が300に近いところでは、濁度計によって対比することができる。試料液の分散媒である、数平均分子量200のポリエチレングリコールとしては、数平均分子量180~220である市販品を使用することができる。 The "turbidity" referred to here can be easily determined by comparing the sample liquid (aerogel powder dispersion) for which turbidity is to be measured with a formazin turbidity standard liquid, either visually or with a turbidimeter using the transmission scattering method. When the turbidity is close to 300, it can be compared with a turbidimeter. As the polyethylene glycol with a number average molecular weight of 200, which is the dispersion medium for the sample liquid, a commercially available product with a number average molecular weight of 180 to 220 can be used.

上述したエアロゲルパウダー分散物は、均一な分散状態を維持し、かつ濁度が300度以下であることから、分散質としてのエアロゲルパウダーが、数平均分子量200であるポリエチレングリコールと特有の相溶性を有していることを示している。これによって、本発明のエアロゲルパウダー組成物に含有するエアロゲルパウダーは、溶剤塗料等への良好な分散性が発揮できる。 The above-mentioned aerogel powder dispersion maintains a uniform dispersion state and has a turbidity of 300 degrees or less, which indicates that the aerogel powder as a dispersoid has a unique compatibility with polyethylene glycol having a number average molecular weight of 200. As a result, the aerogel powder contained in the aerogel powder composition of the present invention can exhibit good dispersibility in solvent-based paints, etc.

(2)エアロゲルパウダー組成物の製造方法
(2-1)エアロゲルの製造方法
まず、本発明エアロゲルパウダーの材料であるエアロゲルの製造方法について説明する。
(2) Method for Producing Aerogel Powder Composition (2-1) Method for Producing Aerogel First, a method for producing aerogel, which is the material of the aerogel powder of the present invention, will be described.

本発明のエアロゲルの製造方法は、酸触媒を含む水溶液にシリコン化合物を添加し、加水分解することによってゾルを生成させるゾル生成工程を含むエアロゲルの製造方法であって、前記シリコン化合物が、4官能シラン化合物、3官能シラン化合物および2官能シラン化合物のうち、少なくとも3官能シラン化合物を含む。 The method for producing an aerogel of the present invention includes a sol production step of adding a silicon compound to an aqueous solution containing an acid catalyst and hydrolyzing the silicon compound to produce a sol, and the silicon compound includes at least a trifunctional silane compound among a tetrafunctional silane compound, a trifunctional silane compound, and a bifunctional silane compound.

本発明のエアロゲルパウダーの具体的な製造方法としては、例えば、ゾル生成工程、ウェットゲル生成・成形工程、溶媒交換工程および乾燥工程をこの順で行う場合が挙げられる。以下、各工程について詳細に説明する。 A specific method for producing the aerogel powder of the present invention includes, for example, a sol production process, a wet gel production/molding process, a solvent exchange process, and a drying process, in that order. Each process will be described in detail below.

(2-2)ゾル生成工程
ゾル生成工程は、所定の溶液中に、シリコン化合物(主原料)を含む各種原料を添加し、撹拌して混合する工程を含むものであって、これによって、ゾルを生成する。
(2-2) Sol Formation Step The sol formation step includes a step of adding various raw materials including a silicon compound (main raw material) to a predetermined solution and stirring and mixing the raw materials, thereby forming a sol.

(2-2-1)シロキサン結合構成材料(主原料)
本発明のエアロゲルの製造方法は、エアロゲルを作製するための主原料となるシリコン化合物として、4官能シラン化合物、3官能シラン化合物および2官能シラン化合物のうち、少なくとも3官能シラン化合物を、所定の割合(質量百分率)で混合するゾル生成工程を含むこと、より具体的には、4官能シラン化合物、3官能シラン化合物および2官能シラン化合物のそれぞれの質量百分率を、Qx、Tx、Dxとするとき、0≦Qx≦70、30≦Tx≦100、0≦Dx<30を満たす割合、好ましくは0<Qx≦50、40≦Tx<100、0≦Dx<30を満たす割合、より好ましくは0<Qx<50、50≦Tx<100、0≦Dx<30を満たす割合(ただしQx+Tx+Dx=100)で混合するゾル生成工程を含むことが必要である。
(2-2-1) Siloxane bond constituent material (main raw material)
The method for producing an aerogel of the present invention includes a sol generation step in which at least a trifunctional silane compound is mixed in a predetermined ratio (mass percentage) among a tetrafunctional silane compound, a trifunctional silane compound, and a bifunctional silane compound as a silicon compound that is a main raw material for producing an aerogel. More specifically, when the mass percentages of the tetrafunctional silane compound, the trifunctional silane compound, and the bifunctional silane compound are Qx, Tx, and Dx, respectively, the ratios satisfy 0≦Qx≦70, 30≦Tx≦100, 0≦Dx<30, preferably 0<Qx≦50, 40≦Tx<100, 0≦Dx<30, and more preferably 0<Qx<50, 50≦Tx<100, 0≦Dx<30 (where Qx+Tx+Dx=100).

(2-2-2)主原料の混合割合(質量百分率)
ゾル生成工程では、主原料となるシリコン化合物が、4官能シラン化合物、3官能シラン化合物および2官能シラン化合物のうち、少なくとも3官能シラン化合物を、所定の割合(質量百分率)で混合するゾル生成工程を含むこと、より具体的には、4官能シラン化合物、3官能シラン化合物および2官能シラン化合物のそれぞれの質量百分率を、Qx、Tx、Dxとするとき、0≦Qx≦70、30≦Tx≦100、0≦Dx<30を満たす割合、好ましくは0<Qx≦50、40≦Tx<100、0≦Dx<30を満たす割合、より好ましくは0<Qx<50、50≦Tx<100、0≦Dx<30を満たす割合(ただしQx+Tx+Dx=100)である。
(2-2-2) Mixing ratio of main raw materials (mass percentage)
In the sol generating process, the silicon compound serving as the main raw material includes a sol generating process in which at least a trifunctional silane compound is mixed in a predetermined ratio (mass percentage) among a tetrafunctional silane compound, a trifunctional silane compound, and a bifunctional silane compound; more specifically, when the mass percentages of the tetrafunctional silane compound, the trifunctional silane compound, and the bifunctional silane compound, respectively, are Qx, Tx, and Dx, the ratios satisfy 0≦Qx≦70, 30≦Tx≦100, 0≦Dx<30, preferably 0<Qx≦50, 40≦Tx<100, 0≦Dx<30, and more preferably 0<Qx<50, 50≦Tx<100, 0≦Dx<30 (where Qx+Tx+Dx=100).

図1は、本発明のエアロゲルの製造方法の混合工程において混合した、好ましい4官能シラン化合物、3官能シラン化合物および2官能シラン化合物のそれぞれの質量百分率であるQx、TxおよびDxの適正範囲について、Qx、TxおよびDxを座標軸とする三角図に示したものである。なお、図1中に示される2つの「○(白抜き丸)」を直線で結んだ線分(0≦Qx≦40、30≦Tx≦70、Dx=30%)は、破線で示してあるが、かかる破線は、本発明の適正範囲(領域I)ならび好適範囲(領域IIおよび領域III)のいずれにも含まれない。 Figure 1 shows the appropriate ranges of Qx, Tx, and Dx, which are the mass percentages of the preferred tetrafunctional silane compound, trifunctional silane compound, and bifunctional silane compound mixed in the mixing step of the aerogel manufacturing method of the present invention, in a triangular diagram with Qx, Tx, and Dx as the coordinate axes. Note that the line segment (0≦Qx≦40, 30≦Tx≦70, Dx=30%) connecting the two "○ (open circle)" shown in Figure 1 is shown as a dashed line, but this dashed line is not included in either the appropriate range (region I) or the preferred range (region II and region III) of the present invention.

図1中に示す領域I(右上がり傾斜でハッチング)は、本発明の適正範囲、すなわち、0≦Qx≦70、30≦Tx≦100、0≦Dx<30で囲まれた領域(ただしQx+Tx+Dx=100)を示したものであり、また、領域II(右下がり傾斜でハッチング)は、本発明の好適範囲、すなわち、0<Qx≦50、40≦Tx<100、0≦Dx<30で囲まれた範囲(ただしQx+Tx+Dx=100)を示したものであって、かかる領域Iおよび領域IIの範囲を満たす質量百分率でシリコン化合物を混合することによって、割れ等の欠陥が少なく、かつ密度が0.15g/cm以下となるエアロゲルの作製が可能になり、領域Iおよび領域IIの混合割合で作製し、10%以下の破壊率を有するエアロゲルパウダーは、優れた柔軟性と難破壊性を有する。特に、図1に示す領域Iは、破壊率が10%以下でかつ変形率が15%以上のエアロゲルパウダーが得られる領域であり、また、領域IIは、破壊率が6%以下でかつ変形率が20%以上のエアロゲルパウダーが得られる領域である。さらに、図1に示す領域III(水平線のハッチング)は、本発明のさらなる好適範囲、すなわち0<Qx<50、50≦Tx<100、0≦Dx<30で囲まれた範囲(ただしQx+Tx+Dx=100)を満たす質量百分率でシリコン化合物を混合すれば、破壊率が4%以下でかつ変形率が25%以上のエアロゲルパウダーを得ることもまた可能である。 Region I (hatched with an upward sloping slope) shown in FIG. 1 indicates the appropriate range of the present invention, that is, the region surrounded by 0≦Qx≦70, 30≦Tx≦100, 0≦Dx<30 (where Qx+Tx+Dx=100), and region II (hatched with a downward sloping slope) indicates the preferred range of the present invention, that is, the range surrounded by 0<Qx≦50, 40≦Tx<100, 0≦Dx<30 (where Qx+Tx+Dx=100). By mixing the silicon compound at a mass percentage that satisfies the ranges of region I and region II, it is possible to produce an aerogel that has few defects such as cracks and has a density of 0.15 g/cm3 or less . Aerogel powder produced at a mixing ratio of region I and region II and having a fracture rate of 10% or less has excellent flexibility and fracture resistance. In particular, the region I shown in Figure 1 is a region where aerogel powder with a destruction rate of 10% or less and a deformation rate of 15% or more can be obtained, and the region II is a region where aerogel powder with a destruction rate of 6% or less and a deformation rate of 20% or more can be obtained. Furthermore, the region III shown in Figure 1 (hatched with horizontal lines) is a further preferred range of the present invention, that is, the range surrounded by 0<Qx<50, 50≦Tx<100, 0≦Dx<30 (where Qx+Tx+Dx=100), if a silicon compound is mixed at a mass percentage that satisfies the range (where Qx+Tx+Dx=100) it is also possible to obtain aerogel powder with a destruction rate of 4% or less and a deformation rate of 25% or more.

(2-2-3)ゾル生成工程の副材料およびゾル生成条件
ゾル生成工程では、主原料として、4官能シラン化合物、3官能シラン化合物、2官能シラン化合物を上述の所定混合比で混合し、水、界面活性剤を含む溶液に添加する。この調製により、シラン化合物が加水分解され縮合し、シロキサン結合を含むゾルが生成する。なお、調製する溶液に、酸、窒素化合物、有機溶剤、有機化合物(例えば糖類)および/または無機化合物(例えば塩)を含んでもよい。
(2-2-3) Sub-materials and sol generation conditions in the sol generation process In the sol generation process, a tetrafunctional silane compound, a trifunctional silane compound, and a bifunctional silane compound are mixed as main raw materials in the above-mentioned predetermined mixing ratio, and added to a solution containing water and a surfactant. This preparation causes the silane compound to hydrolyze and condense, generating a sol containing siloxane bonds. The solution to be prepared may contain an acid, a nitrogen compound, an organic solvent, an organic compound (e.g., sugars), and/or an inorganic compound (e.g., salt).

界面活性剤は、ゾル生成過程において、ミクロ相分離構造を形成し、後述するエアロゲルを構成するバルク部と気孔部とを形成することに寄与する。エアロゲルの製造に用いることのできる界面活性剤としては、非イオン性界面活性剤、イオン性界面活性剤などを用いることができる。 During the sol production process, the surfactant forms a microphase separation structure, which contributes to the formation of the bulk and pores that make up the aerogel described below. Surfactants that can be used to produce aerogel include nonionic surfactants and ionic surfactants.

イオン性界面活性剤としては、カチオン性界面活性剤、アニオン性界面活性剤、両イオン性界面活性剤などを例示することができる。界面活性剤は、特に非イオン性界面活性剤を用いることが好ましい。 Examples of ionic surfactants include cationic surfactants, anionic surfactants, and amphoteric surfactants. It is particularly preferable to use nonionic surfactants as the surfactant.

調製する溶液に対する界面活性剤の添加量は、シラン化合物の種類や混合比、界面活性剤の種類にもよるが、主原料であるシラン化合物の総量100質量部に対し、0.001~100質量部の範囲であることが好ましく、0.01~90質量部の範囲であることがより好ましく、さらに好ましくは0.1~80質量部の範囲である。 The amount of surfactant added to the solution to be prepared depends on the type and mixing ratio of the silane compound and the type of surfactant, but is preferably in the range of 0.001 to 100 parts by mass, more preferably in the range of 0.01 to 90 parts by mass, and even more preferably in the range of 0.1 to 80 parts by mass, per 100 parts by mass of the total amount of the silane compound, which is the main raw material.

酸は、加水分解時に触媒として作用し、加水分解の反応速度を加速することができる。具体的な酸の例としては、無機酸、有機酸、有機酸塩が挙げられる。 Acids act as catalysts during hydrolysis and can accelerate the reaction rate of hydrolysis. Specific examples of acids include inorganic acids, organic acids, and organic acid salts.

無機酸としては、塩酸、硫酸、亜硫酸、硝酸、フッ酸、リン酸、亜リン酸、次亜リン酸、臭素酸、塩素酸、亜塩素酸、次亜塩素酸などが挙げられる。 Inorganic acids include hydrochloric acid, sulfuric acid, sulfurous acid, nitric acid, hydrofluoric acid, phosphoric acid, phosphorous acid, hypophosphorous acid, bromic acid, chloric acid, chlorous acid, hypochlorous acid, etc.

有機酸としては、酢酸、ギ酸、プロピオン酸、シュウ酸、マロン酸、コハク酸、クエン酸、リンゴ酸、アジピン酸、アゼライン酸などのカルボン酸類が挙げられる。 Organic acids include carboxylic acids such as acetic acid, formic acid, propionic acid, oxalic acid, malonic acid, succinic acid, citric acid, malic acid, adipic acid, and azelaic acid.

有機酸塩としては、酸性リン酸アルミニウム、酸性リン酸マグネシウム、酸性リン酸亜鉛などが挙げられる。これらの酸は、単独、あるいは2種類以上を混合したものを用いてもよい。本発明では、酸として、有機酸である酢酸を用いることが好ましい。 Examples of organic acid salts include acid aluminum phosphate, acid magnesium phosphate, and acid zinc phosphate. These acids may be used alone or in combination of two or more. In the present invention, it is preferable to use acetic acid, which is an organic acid, as the acid.

また、調製する溶液全体に対する酸の添加濃度としては、0.0001mol/L~0.1mol/Lの範囲であることが好ましく、0.0005mol/L~0.05mol/Lの範囲であることがより好ましく、さらに好ましくは0.001mol/L~0.01mol/Lの範囲である。 The concentration of acid added to the entire solution to be prepared is preferably in the range of 0.0001 mol/L to 0.1 mol/L, more preferably in the range of 0.0005 mol/L to 0.05 mol/L, and even more preferably in the range of 0.001 mol/L to 0.01 mol/L.

窒素化合物は、ウェットゲル生成・成形工程における加熱の際に、塩基性触媒を発生する化合物としても用いることができる。具体的には、尿素、ホルムアミド、N-メチルホルムアミド、N,N-ジメチルホルムアミド、アセトアミド、N-メチルアセトアミド、N,N-ジメチルアセトアミド等のアミド化合物、ヘキサメチレンテトラミン等の複素環化合物などを挙げることができる。特に尿素は、エアロゲルの微細空間構造の形成に寄与し、均質なゲル化を実現する点で好適に用いることができる。 Nitrogen compounds can also be used as compounds that generate basic catalysts when heated in the wet gel production and molding process. Specific examples include amide compounds such as urea, formamide, N-methylformamide, N,N-dimethylformamide, acetamide, N-methylacetamide, and N,N-dimethylacetamide, and heterocyclic compounds such as hexamethylenetetramine. Urea in particular is suitable for use in that it contributes to the formation of the fine spatial structure of the aerogel and achieves homogeneous gelation.

窒素化合物の添加量は、特に限定されないが、例えば、主原料であるシラン化合物の総量100質量部に対して、窒素化合物の添加量を1~200質量部の範囲とすることが好ましく、2~150質量部の範囲とすることがより好適である。 The amount of nitrogen compound added is not particularly limited, but for example, it is preferable to add 1 to 200 parts by mass of the nitrogen compound, and more preferably 2 to 150 parts by mass, per 100 parts by mass of the total amount of the silane compound, which is the main raw material.

有機溶剤としては、メタノール、エタノール、n-プロパノール、2-プロパノール、n-ブタノール、2-ブタノール、t-ブタノールなどのアルコール類を用いることができる。これらは単独あるいは2種類以上を混合したものを用いてもよい。また、調製する溶液に対する有機溶剤の添加量としては、相溶性の観点から、主原料であるシリコン化合物の総量1molに対し、0~10molの範囲、特に0~9molの範囲とすることがより好ましく、さらに好ましくは0~8molの範囲である。 As the organic solvent, alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, 2-propanol, n-butanol, 2-butanol, and t-butanol can be used. These may be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of compatibility, the amount of organic solvent added to the solution to be prepared is preferably in the range of 0 to 10 mol, more preferably 0 to 9 mol, and even more preferably 0 to 8 mol, per 1 mol of the total amount of the silicon compound, which is the main raw material.

ゾル生成工程に必要な溶液温度、および時間は、混合溶液中のシラン化合物、界面活性剤、水、酸、窒素化合物、有機溶剤などの種類および量に左右されるが、例えば0℃~70℃の温度環境下で、0.05時間~48時間の範囲であればよく、20~50℃の温度環境下で0.1時間~24時間の処理とすることが好ましい。 The solution temperature and time required for the sol generation process depend on the types and amounts of silane compounds, surfactants, water, acids, nitrogen compounds, organic solvents, etc. in the mixed solution, but may be in the range of 0.05 hours to 48 hours in a temperature environment of 0°C to 70°C, for example, and preferably in a temperature environment of 20°C to 50°C for 0.1 hours to 24 hours.

なお、窒素化合物として尿素が既に添加されている場合には、尿素をゲル化触媒として発揮させるため、ゾル生成工程における溶液温度は、尿素の加水分解(約50℃以上でアンモニアと二酸化炭素を放出する反応が進行)を抑制する観点から、40℃未満で行うことが好ましい。 When urea has already been added as a nitrogen compound, in order to allow the urea to act as a gelling catalyst, it is preferable to keep the solution temperature in the sol generation process below 40°C in order to suppress the hydrolysis of urea (a reaction that releases ammonia and carbon dioxide proceeds at temperatures above approximately 50°C).

このような条件で行なうゾル生成工程によって、シラン化合物が加水分解され、全体として液体ゾルを生成することができる。なお、ゾル生成工程で使用する副材料および/または副材料の分解物は、製造したエアロゲルにおいて、不可避成分として混入しうる。 By carrying out the sol generation process under these conditions, the silane compound is hydrolyzed, and as a whole, a liquid sol can be generated. Note that the auxiliary materials and/or decomposition products of the auxiliary materials used in the sol generation process may be mixed as unavoidable components in the manufactured aerogel.

(2-3)ウェットゲル生成・成形工程
ウェットゲル生成・成形工程は、上述したゾル生成工程において製造した液体ゾルに対し塩基性触媒を添加する工程と、所望の形状を得るための型に、液体ゾルを流し込む工程と、型の内部で流し込んだ液体ゾルを養生することにより、ウェットゲルを生成する工程とに大別することができる。なお、ゾル生成工程において、塩基性触媒を発生する化合物として既に窒素化合物を添加している場合には、液体ゾルに対し塩基性触媒を添加する工程は省略することもできる。
(2-3) Wet Gel Forming and Molding Process The wet gel forming and molding process can be roughly divided into a process of adding a basic catalyst to the liquid sol produced in the above-mentioned sol forming process, a process of pouring the liquid sol into a mold to obtain a desired shape, and a process of curing the poured liquid sol inside the mold to produce a wet gel. Note that, if a nitrogen compound has already been added as a compound that generates a basic catalyst in the sol forming process, the process of adding a basic catalyst to the liquid sol can be omitted.

塩基性触媒としては、水酸化アンモニウム、フッ化アンモニウム、塩化アンモニウム、臭化アンモニウム、テトラメチルアンモニウム、テトラエチルアンモニウム、テトラプロピルアンモニウム(異性体を含む。)、テトラブチルアンモニウム(異性体を含む。)等のアンモニウム化合物、水酸化リチウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化セシウム等のアルカリ金属水酸化物、メタ燐酸ナトリウム、ピロ燐酸ナトリウム、ポリ燐酸ナトリウム等の塩基性燐酸ナトリウム塩、アリルアミン、ジアリルアミン、トリアリルアミン、イソプロピルアミン、ジイソプロピルアミン、エチルアミン、ジエチルアミン、トリエチルアミン、2-エチルヘキシルアミン、3-エトキシプロピルアミン、ジイソブチルアミン、3-(ジエチルアミノ)プロピルアミン、ジ-2-エチルヘキシルアミン、3-(ジブチルアミノ)プロピルアミン、テトラメチルエチレンジアミン、t-ブチルアミン、sec-ブチルアミン、プロピルアミン、3-(メチルアミノ)プロピルアミン、3-(ジメチルアミノ)プロピルアミン、3-メトキシアミン、ジメチルエタノールアミン、メチルジエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタノールアミン等の脂肪族アミン類、モルホリン、N-メチルモルホリン、2-メチルモルホリン、ピペラジンおよびその誘導体、ピペリジンおよびその誘導体、イミダゾールおよびその誘導体等の含窒素複素環状化合物類などが挙げられる。塩基性触媒は単独であるいは2種類以上を混合して用いてもよい。 Examples of basic catalysts include ammonium compounds such as ammonium hydroxide, ammonium fluoride, ammonium chloride, ammonium bromide, tetramethylammonium, tetraethylammonium, tetrapropylammonium (including isomers), and tetrabutylammonium (including isomers); alkali metal hydroxides such as lithium hydroxide, sodium hydroxide, potassium hydroxide, and cesium hydroxide; basic sodium phosphates such as sodium metaphosphate, sodium pyrophosphate, and sodium polyphosphate; allylamine, diallylamine, triallylamine, isopropylamine, diisopropylamine, ethylamine, diethylamine, triethylamine, 2-ethylhexylamine, 3-ethoxypropylamine, and the like. Examples of the basic catalyst include aliphatic amines such as propylamine, diisobutylamine, 3-(diethylamino)propylamine, di-2-ethylhexylamine, 3-(dibutylamino)propylamine, tetramethylethylenediamine, t-butylamine, sec-butylamine, propylamine, 3-(methylamino)propylamine, 3-(dimethylamino)propylamine, 3-methoxyamine, dimethylethanolamine, methyldiethanolamine, diethanolamine, and triethanolamine; and nitrogen-containing heterocyclic compounds such as morpholine, N-methylmorpholine, 2-methylmorpholine, piperazine and its derivatives, piperidine and its derivatives, and imidazole and its derivatives. The basic catalyst may be used alone or in combination of two or more kinds.

塩基性触媒の添加量は、主原料の総量100質量部に対し、0.001~5質量部とすることが好ましく、0.01~4質量部とすることが特に好適である。添加量を0.001質量部未満とすると、ゾルからウェットゲルへ反応が十分に促進されない傾向があり、また、5質量部超では、形成されたシロキサン結合が切断され、ゲル化時間の遅延と共に不均質性がもたらされることがある。特に、テトラメチルアンモニウム水溶液は、触媒としての反応促進効果が高く、ゾルからウェットゲルへの反応を短時間、かつ欠陥を少なく形成できる点で好ましい。 The amount of basic catalyst added is preferably 0.001 to 5 parts by mass, and particularly preferably 0.01 to 4 parts by mass, per 100 parts by mass of the total amount of the main raw materials. If the amount added is less than 0.001 parts by mass, the reaction from the sol to the wet gel tends not to be sufficiently promoted, and if it exceeds 5 parts by mass, the formed siloxane bond may be broken, causing a delay in the gelation time and heterogeneity. In particular, an aqueous tetramethylammonium solution is preferred in that it has a high reaction promotion effect as a catalyst and can form a reaction from the sol to a wet gel in a short time with few defects.

塩基性触媒を添加した溶液を型に流し込む工程は、所望のエアロゲル製品の形状を得るための工程である。型は、金属、合成樹脂、木、紙のいずれかを用いることができるが、形状の平面性と離形性を兼ね備える点で、合成樹脂を用いることが好ましい。合成樹脂としては、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、シリコーン、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)が挙げられる。 The process of pouring the solution containing the basic catalyst into the mold is a process for obtaining the desired shape of the aerogel product. The mold can be made of metal, synthetic resin, wood, or paper, but it is preferable to use synthetic resin because it combines flatness of the shape with ease of releasability. Examples of synthetic resins include polystyrene, polyethylene, polypropylene, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), silicone, and polytetrafluoroethylene (PTFE).

型は、所望のエアロゲル製品の形状を得るためであるから、所望のエアロゲル製品の形状の凹凸に対応した凸凹形状を有している。例えば、所望のエアロゲル製品の形状が板状(直方体)である場合、一端開口の凹型トレイを型として用いることができる。また、型は、いわゆる射出成形金型のように、複数の型からなる組み合わせ型であってもよい。 The mold is used to obtain the desired shape of the aerogel product, and therefore has a concave and convex shape that corresponds to the concave and convex shapes of the desired aerogel product. For example, if the desired shape of the aerogel product is a plate (rectangular parallelepiped), a concave tray with an opening at one end can be used as the mold. The mold may also be a combination mold consisting of multiple molds, such as a so-called injection molding die.

一例として、凹型と凸型を対向して用いる2枚組み合わせ型があり、凹型の内面と、凸型の外面とが、所定の間隔で離隔した位置関係となる組み合わせ型であってもよい。この結果、溶液(ゾルおよび塩基性触媒からなる溶液)は、組み合わせ型の内部空間に流し込まれ、所定時間の間、密閉されてもよい。 As an example, a two-piece combination mold may be used in which a concave mold and a convex mold are used opposite each other, and the inner surface of the concave mold and the outer surface of the convex mold are spaced apart at a predetermined distance. As a result, a solution (a solution consisting of a sol and a basic catalyst) may be poured into the internal space of the combination mold and sealed for a predetermined period of time.

また、一端開口の凹型トレイを型として用いた場合、凹型トレイの開放(平)面の全面を覆う平板(プレート)を第2の型として用意し、凹型トレイの開放面と第2の型とが対向するように2枚組み合わせ型として用いてもよい。この結果、溶液(ゾルおよび塩基性触媒からなる溶液)は、組み合わせ型の内部に流し込まれ、所定時間の間、密閉されてもよい。 In addition, when a concave tray with an open end is used as a mold, a flat plate that covers the entire open (flat) surface of the concave tray may be prepared as a second mold, and two of the plates may be used as a combined mold so that the open surface of the concave tray faces the second mold. As a result, the solution (a solution consisting of the sol and the basic catalyst) may be poured into the combined mold and sealed for a predetermined period of time.

塩基性触媒を添加した溶液を型に充填する工程に続き、型の内部で溶液の架橋反応を進め、ウェットゲルを生成するとともに、養生するエージング工程がある。 Following the process of filling the mold with a solution containing a basic catalyst, a cross-linking reaction of the solution takes place inside the mold, producing a wet gel, and then there is an aging process in which the gel is cured.

養生は、所定のエネルギーを、所定の時間をかけて、ウェットゲルの架橋反応を進めるものである。エネルギーの一例としては、熱(温度)であり、30~90℃、望ましくは40~80℃の加熱が用いられる。加熱は、ヒータ加熱であっても、水または有機溶剤による蒸気加熱であってもよい。 Curing involves applying a specified amount of energy over a specified period of time to promote the cross-linking reaction of the wet gel. One example of energy is heat (temperature), and heating to 30 to 90°C, preferably 40 to 80°C, is used. Heating may be by a heater or steam heating using water or an organic solvent.

また、エネルギーの別の一例としては、赤外線、紫外線、マイクロ波、ガンマ線等の電磁波の印加、電子線の印加などが挙げられる。これらエネルギーは、単独で用いられても、複数の手段を併用して用いてもよい。 Other examples of energy include application of electromagnetic waves such as infrared rays, ultraviolet rays, microwaves, and gamma rays, and application of electron beams. These energies may be used alone or in combination of multiple means.

養生に要する時間は、シリコン化合物の構成や、界面活性剤、水、酸、窒素化合物、有機溶剤、塩基性触媒などの種類および量、さらにはエネルギーの種類や密度に左右されるが、0.01時間~7日間の間の期間である。塩基性触媒の種類とエネルギーの種類とを最適化した場合、0.01時間~24時間でゲル化が完了することがあり得る。 The time required for curing varies depending on the composition of the silicon compound, the types and amounts of surfactants, water, acids, nitrogen compounds, organic solvents, and basic catalysts, as well as the type and density of energy, but ranges from 0.01 hours to 7 days. When the type of basic catalyst and the type of energy are optimized, gelation can be completed in 0.01 to 24 hours.

また養生は、熱(温度)と時間とを、多段階に変化させる養生であってもよい。なお、ウェットゲル生成・成形工程で使用する材料、および/または材料の分解物は、製造したエアロゲルにおいて、不可避成分として混入しうる。 Curing may also be a process in which heat (temperature) and time are changed in multiple stages. Note that the materials used in the wet gel production and molding process and/or decomposition products of the materials may be mixed into the manufactured aerogel as unavoidable components.

(2-4)ゲル粉砕工程
ゲル粉砕工程では、上記工程で得られたゲルを所定のサイズに粉砕する。上記ゲルは、例えばヘンシャルミキサーにより適当な条件(回転数および時間)で粉砕することができる。
(2-4) Gel Crushing Step In the gel crushing step, the gel obtained in the above step is crushed to a predetermined size. The gel can be crushed, for example, by a Henshall mixer under appropriate conditions (rotation speed and time).

ミキサー内でゲルを生成し、そのまま粉砕してもよい。その他密閉可能な容器内でゲルを生成し、シェイカー等の振盪装置を用いることもできる。粒子径の調整のために、ジェットミル、ローラーミル、ビーズミルを使用することもできる。粉砕したゲルは、未反応物、副生成物等の不純物を低減するために、洗浄してもよい。 The gel may be produced in a mixer and then crushed as is. Alternatively, the gel may be produced in a sealable container and a shaking device such as a shaker may be used. A jet mill, roller mill, or bead mill may be used to adjust the particle size. The crushed gel may be washed to reduce impurities such as unreacted materials and by-products.

(2-5)溶媒交換工程
溶媒交換工程は、ウェットゲルの表面および内部に存在する水および/または有機溶剤を、常圧で乾燥可能な有機溶媒に交換してエアロゲルを作製する本発明のエアロゲルの製造方法では必須の工程であって、Young-Laplaceの式で表現される毛細管力を可能な限り低減させ乾燥によるゲルの収縮を抑えるために、低表面エネルギーの有機溶媒(炭化水素溶媒)への置換を行なう工程である。また、溶媒交換工程は、上述の型から取り出してから行ってもよいし、型内で行ってもよい。
(2-5) Solvent exchange step The solvent exchange step is an essential step in the method for producing an aerogel of the present invention, in which the water and/or organic solvent present on the surface and inside of the wet gel is exchanged with an organic solvent that can be dried at normal pressure to produce an aerogel, and is a step in which the water and/or organic solvent is replaced with an organic solvent (hydrocarbon solvent) with low surface energy in order to reduce the capillary force expressed by the Young-Laplace equation as much as possible and suppress shrinkage of the gel due to drying. The solvent exchange step may be performed after removal from the above-mentioned mold, or may be performed within the mold.

溶媒交換に用いる炭化水素溶媒は、水と混和しないので、溶媒交換工程では、まず、ウェットゲルの表面および内部に存在する水および/または有機溶剤を、炭化水素溶媒と混和するアルコールのような中間溶媒に交換し、その後、この中間溶媒を、低表面エネルギーの有機溶媒(炭化水素溶媒)に交換する。 The hydrocarbon solvent used in the solvent exchange is not miscible with water, so in the solvent exchange process, the water and/or organic solvent present on the surface and inside of the wet gel is first exchanged for an intermediate solvent such as alcohol that is miscible with the hydrocarbon solvent, and then this intermediate solvent is exchanged for an organic solvent (hydrocarbon solvent) with low surface energy.

中間溶媒に用いるアルコールとしては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、n-プロピルアルコール、イソプロピルアルコール(IPA)、ブタノールが挙げられる。 Examples of alcohols used as intermediate solvents include methyl alcohol, ethyl alcohol, n-propyl alcohol, isopropyl alcohol (IPA), and butanol.

溶媒交換工程では、その後に行われる乾燥工程におけるゲルの収縮ダメージを抑えるため、ウェットゲルの表面および内部の水(または有機溶剤)を、20℃における表面張力が45mN/m以下の有機溶剤に置き換える。 In the solvent exchange process, in order to prevent shrinkage damage to the gel during the subsequent drying process, the water (or organic solvent) on the surface and inside of the wet gel is replaced with an organic solvent with a surface tension of 45 mN/m or less at 20°C.

例えば、ジメチルスルホキシド(43.5mN/m)、シクロヘキサン(25.2mN/m)、イソプロピルアルコール(21mN/m)、ヘプタン(20.2mN/m)、ペンタン(15.5mN/m)等が挙げられる。 Examples include dimethyl sulfoxide (43.5 mN/m), cyclohexane (25.2 mN/m), isopropyl alcohol (21 mN/m), heptane (20.2 mN/m), and pentane (15.5 mN/m).

溶媒交換工程に用いる有機溶剤は、20℃における表面張力が、45mN/m以下、40mN/m以下、35mN/m以下、30mN/m以下、25mN/m以下、20mN/m以下、15mN/m以下、であってよく、5mN/m以上、10mN/m以上、15mN/m以上、20mN/m以上であってよい。 The organic solvent used in the solvent exchange process may have a surface tension at 20°C of 45 mN/m or less, 40 mN/m or less, 35 mN/m or less, 30 mN/m or less, 25 mN/m or less, 20 mN/m or less, or 15 mN/m or less, or 5 mN/m or more, 10 mN/m or more, 15 mN/m or more, or 20 mN/m or more.

これらの中で、特に20℃における表面張力が18~40mN/mの範囲である脂肪族炭化水素を含む有機溶剤を用いることが好適である。有機溶剤は、単独または2種類以上混合して用いることができる。 Among these, it is particularly preferable to use organic solvents containing aliphatic hydrocarbons whose surface tension at 20°C is in the range of 18 to 40 mN/m. The organic solvents can be used alone or in combination of two or more types.

溶媒交換工程に使用される溶媒の量は、溶剤交換する温度や装置(容器)にもよるが、湿潤ゲルの容量に対し、2~100倍の量を使用することが望ましい。溶媒交換は1回に限らず、複数回行ってもよい。また、溶剤交換の方法としては、全置換、部分置換、循環置換のいずれの方法であってもよい。 The amount of solvent used in the solvent exchange process depends on the temperature and the device (container) used for the solvent exchange, but it is desirable to use an amount that is 2 to 100 times the volume of the wet gel. The solvent exchange is not limited to one time, and may be performed multiple times. The solvent exchange method may be any of full replacement, partial replacement, and circulatory replacement.

また、溶媒交換を複数回行う場合において、各回について、有機溶剤の種類や、温度、処理時間を独立に設定してよい。なお、溶媒交換工程で使用する材料、および/または材料の分解物は、製造したエアロゲルにおいて、不可避成分として混入しうる。 In addition, when the solvent exchange is performed multiple times, the type of organic solvent, temperature, and processing time may be set independently for each time. Note that the materials used in the solvent exchange process and/or decomposition products of the materials may be mixed into the produced aerogel as unavoidable components.

溶媒交換工程は、その具体的な実施形態の一例として、以下のような手順で行うことができる。まず、ウェットゲルは、ウェットゲル体積の5倍量に相当するメタノール(MeOH)溶液中に浸漬して、60℃で8時間の条件下で溶媒交換を行う。MeOH溶液を用いた溶媒交換は、好適には複数回(例えば5回)繰り返す。MeOH溶液を用いた溶媒交換の目的は、ウェットゲル中の水分や原料の未反応成分および副反応生成分を取り除くことにある。 As an example of a specific embodiment, the solvent exchange process can be performed according to the following procedure. First, the wet gel is immersed in a methanol (MeOH) solution equivalent to five times the volume of the wet gel, and the solvent is exchanged under conditions of 60°C for 8 hours. The solvent exchange using the MeOH solution is preferably repeated multiple times (e.g., five times). The purpose of the solvent exchange using the MeOH solution is to remove moisture, unreacted components of the raw materials, and by-products from side reactions from the wet gel.

次いで、MeOH溶液を用いて溶媒交換を行なった後のウェットゲルは、イソプロピルアルコール(IPA)とヘプタン(Hep)を1:4~1:3の体積比で混合した、ウェットゲル体積の5倍量に相当するIPA/Hep混合溶液中に浸漬して、60℃で8時間の条件下でさらに溶媒交換を行う。MeOHは、直接Hepと混合しないので、IPA/Hep混合溶液を用いて、ウェットゲル中のMeOHを取り除くことができる。 Next, the wet gel after solvent exchange using the MeOH solution is immersed in an IPA/Hep mixed solution, which is a mixture of isopropyl alcohol (IPA) and heptane (Hep) in a volume ratio of 1:4 to 1:3, and is equivalent to five times the volume of the wet gel, and further solvent exchange is performed under conditions of 60°C for 8 hours. Since MeOH does not directly mix with Hep, the MeOH in the wet gel can be removed using the IPA/Hep mixed solution.

その後、IPA/Hep混合溶液を用いて溶媒交換を行なったウェットゲルは、ウェットゲル体積の5倍量に相当するHep溶液に浸漬して、60℃で8時間の条件下でさらに溶媒交換を行う。Hep溶液を用いた溶媒交換は、好適には複数回(例えば2回)繰り返す。Hep溶液を用いた溶媒交換の目的は、ウェットゲル中の溶媒を、全て乾燥溶媒であるHep溶液に置き換えるためである。 Then, the wet gel that has undergone solvent exchange using the IPA/Hep mixed solution is immersed in a Hep solution equivalent to five times the volume of the wet gel, and further solvent exchange is performed under conditions of 60°C for 8 hours. Solvent exchange using Hep solution is preferably repeated multiple times (e.g., twice). The purpose of solvent exchange using Hep solution is to replace all of the solvent in the wet gel with Hep solution, which is a dry solvent.

(2-6)乾燥工程
乾燥工程は、上述した溶媒交換したウェットゲルを乾燥させて、所定性状のエアロゲルを得る工程である。乾燥の手法としては特に制限されないが、超臨界乾燥法は、設備が大型化すると共に、製造コストが著しく高価であり、大量生産が困難という課題があることから、本発明の乾燥工程では、超臨界乾燥法は適用せず、大気圧乾燥法、凍結乾燥法を用いること、特に大気圧乾燥法が好ましい。この乾燥方法を使用することにより、超臨界乾燥法よりも圧縮破壊率の低いエアロゲルパウダーを得ることができる。
(2-6) Drying Step The drying step is a step of drying the above-mentioned solvent-exchanged wet gel to obtain an aerogel with a predetermined property. Although there is no particular limitation on the drying method, the supercritical drying method has a problem that the equipment becomes large, the manufacturing cost is extremely high, and mass production is difficult. Therefore, in the drying step of the present invention, the supercritical drying method is not applied, and the atmospheric pressure drying method or the freeze drying method is used, and the atmospheric pressure drying method is particularly preferable. By using this drying method, it is possible to obtain an aerogel powder with a lower compression failure rate than the supercritical drying method.

なお、大気圧とは、地表気圧である300hPa~1100hPaを指し、地表である限り、本発明を実施する標高に制限はないものである。言い換えれば、乾燥方法としては、300hPa程度まで減圧して乾燥させることも、本発明に含まれる。 Note that atmospheric pressure refers to the surface pressure of 300 hPa to 1100 hPa, and there is no limit to the altitude at which the present invention can be carried out as long as it is on the surface of the earth. In other words, drying at a reduced pressure of around 300 hPa is also included in the present invention.

以上のことから、上述した(2-1)~(2-6)の各工程を経ることによって、本発明のエアロゲルは、弾性率の高いエアロゲルを低密度(0.15g/cm以下)で製造することができる。 From the above, by going through each of the steps (2-1) to (2-6) described above, the aerogel of the present invention can be produced with a high elastic modulus and a low density (0.15 g/ cm3 or less).

(2-7)最終粉砕工程
エアロゲルパウダーの平均粒径を調整するために、最終粉砕工程を設けることもできる。最終粉砕工程での粉砕は、(2-4)工程で使用した装置を使用し、適宜粉砕条件を定めることによりすることができる。篩や風力による分級もすることが好ましい。(2-4)ゲル粉砕工程を省略し、この工程だけで粉砕してもよい。
(2-7) Final pulverization step In order to adjust the average particle size of the aerogel powder, a final pulverization step can be provided. The pulverization in the final pulverization step can be performed by using the device used in the (2-4) step and by appropriately determining the pulverization conditions. It is preferable to also classify the powder using a sieve or wind force. The (2-4) gel pulverization step may be omitted and pulverization may be performed only in this step.

(2-8)エアロゲルパウダー組成物調整工程
前工程で得られたエアロゲルパウダーに、必要な添加剤を適宜追加してエアロゲルパウダー組成物を製造することができる。
(2-8) Aerogel Powder Composition Preparation Step An aerogel powder composition can be produced by appropriately adding necessary additives to the aerogel powder obtained in the previous step.

(2-9)エアロゲルパウダー組成物の用途
本発明のエアロゲルパウダー組成物は、例えば、断熱窓、断熱建材(塗料、断熱ボード)等へ充填することにより、多用途に適用することが可能である。
(2-9) Uses of Aerogel Powder Composition The aerogel powder composition of the present invention can be used for a variety of purposes, for example, by filling it into insulating windows, insulating building materials (paints, insulating boards), etc.

上述したところは、この発明の実施形態の例を示したにすぎず、請求の範囲において種々の変更を加えることができる。 The above is merely an example of an embodiment of the present invention, and various modifications can be made within the scope of the claims.

以下、本発明の実施例について、具体的に説明する。なお評価は、特に断りの無い限り23℃、50%RHの雰囲気下で行った。 Examples of the present invention are described in detail below. Unless otherwise specified, the evaluation was carried out in an atmosphere of 23°C and 50% RH.

<実施例1~11>
非イオン性界面活性剤(プルロニックPE9400、BASF社製)3.28gを、0.005mol/L酢酸水溶液28.96gに溶解させた後、さらに加水分解性化合物として尿素(ナカライテスク社製)4.00gを加えて溶解させた。この水溶液に、主原料であるシリコン化合物10.00gを添加した後、室温で60分攪拌混合し、シリコン化合物の加水分解反応を行なわせ、ゾルを生成させた(ゾル生成工程)。
<Examples 1 to 11>
3.28 g of a nonionic surfactant (Pluronic PE9400, manufactured by BASF) was dissolved in 28.96 g of a 0.005 mol/L aqueous solution of acetic acid, and then 4.00 g of urea (manufactured by Nacalai Tesque) was further added as a hydrolyzable compound and dissolved. 10.00 g of a silicon compound, which is a main raw material, was added to this aqueous solution, and the mixture was stirred and mixed at room temperature for 60 minutes to carry out a hydrolysis reaction of the silicon compound and generate a sol (sol generation process).

シリコン化合物は、4官能シラン化合物であるテトラメトキシシラン(多摩化学工業株式会社製の正珪酸メチル、以下「TMOS」と略記する場合がある。)、3官能シラン化合物であるメチルトリメトキシシラン(東レ・ダウコーニング株式会社製のDOWSIL Z-6366 Silane、以下「MTMS」と略記する場合がある。)および2官能シラン化合物であるジメチルジメトキシシラン(東京化成工業株式会社製,製品コード:D1052、以下「DMDMS」と略記する場合がある。)から選択し、表1に示す、4官能シラン化合物の質量百分率Qx、3官能シラン化合物の質量百分率Tx、および2官能シラン化合物の質量百分率Dxで添加した。 The silicon compound was selected from tetramethoxysilane (methyl orthosilicate manufactured by Tama Chemical Industry Co., Ltd., hereafter sometimes abbreviated as "TMOS"), which is a tetrafunctional silane compound, methyltrimethoxysilane (DOWSIL Z-6366 Silane manufactured by Dow Corning Toray Co., Ltd., hereafter sometimes abbreviated as "MTMS"), which is a trifunctional silane compound, and dimethyldimethoxysilane (Tokyo Chemical Industry Co., Ltd., product code: D1052, hereafter sometimes abbreviated as "DMDMS"), which is a bifunctional silane compound, and was added at the mass percentage Qx of the tetrafunctional silane compound, the mass percentage Tx of the trifunctional silane compound, and the mass percentage Dx of the bifunctional silane compound shown in Table 1.

なお、TMOSおよびMTMSは、いずれも使用する前に、減圧蒸留で精製した。その後、生成させたゾルを、密閉容器内にて60℃で静置し、ゲル化させた。その後、続けて96時間静置することにより、ウェットゲルを熟成させた(ウェットゲル生成・成形工程)。 Both TMOS and MTMS were purified by vacuum distillation before use. The sol was then left to stand in a sealed container at 60°C to gel. It was then allowed to stand for 96 hours to mature the wet gel (wet gel production and molding process).

ウェットゲルをその体積の5倍量に相当するメタノール(MeOH)溶液中に浸漬して、60℃で8時間の条件下で溶媒交換を繰返し5回行なった後に、イソプロピルアルコール(IPA)とヘプタン(Hep)を1:4~1:3の体積比で混合した、ウェットゲル体積の5倍量に相当するIPA/Hep混合溶液中に浸漬して、60℃で8時間の条件下でさらに溶媒交換を行い、その後、ウェットゲル体積の5倍量に相当するHep溶液に浸漬して、60℃で8時間の条件下でさらに溶媒交換を繰返し2回行った。 The wet gel was immersed in a methanol (MeOH) solution equivalent to five times its volume, and solvent exchange was repeated five times at 60°C for eight hours. The wet gel was then immersed in an IPA/Hep mixed solution, which was a mixture of isopropyl alcohol (IPA) and heptane (Hep) in a volume ratio of 1:4 to 1:3, equivalent to five times the wet gel volume, and solvent exchange was further performed at 60°C for eight hours. After that, the wet gel was immersed in a Hep solution equivalent to five times the wet gel volume, and solvent exchange was further repeated two times at 60°C for eight hours.

なお、溶媒交換に使用したメタノールとイソプロパノールは、いずれもナカライテスク製のものを用いた。 The methanol and isopropanol used for the solvent exchange were both manufactured by Nacalai Tesque.

以下の方法により、ウェットゲルを大気圧下で乾燥(大気圧乾燥)させた。
低表面張力溶媒として、ヘプタン(ナカライテスク製)を用い、ウェットゲル中の溶媒を、低表面張力溶媒と交換(置換)した。
The wet gel was dried under atmospheric pressure (atmospheric pressure drying) by the following method.
Heptane (manufactured by Nacalai Tesque) was used as the low surface tension solvent, and the solvent in the wet gel was exchanged (substituted) with the low surface tension solvent.

ウェットゲルが十分に浸漬される量の低表面張力溶媒に、ウェットゲルを入れ、沸点の55℃付近まで加熱し、8時間還流を行った。還流後、室温まで冷却した後に容器中の低表面張力溶媒を取り除き、新鮮な低表面張力溶媒に入れ替え還流をさらに行なった。この作業を3回以上繰り返し、低表面張力溶媒への溶媒交換を終了した(溶媒交換工程)。 The wet gel was placed in a volume of low surface tension solvent sufficient to fully immerse the wet gel, heated to near the boiling point of 55°C, and refluxed for 8 hours. After refluxing, the container was cooled to room temperature, and the low surface tension solvent was removed and replaced with fresh low surface tension solvent, followed by further refluxing. This process was repeated three times to complete the solvent exchange to the low surface tension solvent (solvent exchange process).

次に、ウェットゲル中の溶媒を低表面張力溶媒に交換(置換)した後、蒸発速度を制御できる容器(乾燥機)に入れ、乾燥を開始した。ゲル質量が一定になった時点で乾燥を終了し、エアロゲルを作製した(乾燥工程)。 Next, the solvent in the wet gel was replaced with a low surface tension solvent, and then it was placed in a container (dryer) that can control the evaporation rate, and drying began. When the gel mass became constant, drying was stopped, and an aerogel was produced (drying process).

得られたエアロゲルをヘンシェルミキサーで粉砕することによって、実施例1~11のエアロゲルパウダーを得た。この際、Dxが0でない水準は、目視ではパウダーの粒径がより均一であった。また、実施例1~11のエアロゲルパウダーの弾性率は、いずれも2.00~15.00MPaの範囲であった(最終粉砕工程)。 The aerogel powders of Examples 1 to 11 were obtained by pulverizing the obtained aerogel in a Henschel mixer. In this case, the powder particle size was more uniform when visually observed when Dx was not 0. In addition, the elastic modulus of the aerogel powders of Examples 1 to 11 was in the range of 2.00 to 15.00 MPa for all of them (final pulverization process).

参考のため、比較例1は、本発明の適正範囲(図1の領域I)外の質量百分率で、4官能シラン化合物と2官能シラン化合物からなる主原料を用いて、実施例1と同様の製造方法によってエアロゲルパウダーを作製したものであり、また、比較例2は、超臨界法によって乾燥させてエアロゲルパウダーを作製したものである。 For reference, in Comparative Example 1, aerogel powder was produced by using a main raw material consisting of a tetrafunctional silane compound and a bifunctional silane compound in a mass percentage outside the appropriate range of the present invention (area I in Figure 1) and by the same manufacturing method as in Example 1, and in Comparative Example 2, aerogel powder was produced by drying using the supercritical method.

得られたエアロゲルパウダーについて、下記に示す圧縮破壊試験における破壊率(%)および圧縮変形試験における変形率(%)の評価を行った。評価は、特に断りの無い限り23℃、50%RHの雰囲気下で行った。評価結果を表1に示す。 The resulting aerogel powder was evaluated for the failure rate (%) in the compression failure test and the deformation rate (%) in the compression deformation test shown below. The evaluation was performed in an atmosphere of 23°C and 50% RH unless otherwise specified. The evaluation results are shown in Table 1.

(評価方法) (Evaluation method)

<圧縮破壊試験>
作製したエアロゲルパウダーを、目開き250μm及び目開き1000μmの篩にかけ、250μm~1000μmの範囲の粒径をもつエアロゲルパウダーだけを採集した。この採集したエアロゲルパウダーを3ml計り取り、計り取ったエアロゲルパウダーを、図2に示す万能試験機(圧縮破壊試験機)により圧縮した。圧縮断面積1.34cm、最大荷重500N,圧縮応力371.2N/mとした。圧縮後、目開き250μmの篩にかけ、篩を通過した破壊されたパウダーの量(破壊量)を測定し、測定した破壊量(g)を下記の式(1)に代入して破壊率(%)を算出した。そして、この破壊率(%)の数値から、難破壊性(砕けにくい特性)を評価した。
破壊率(%)=(破壊量(g)/破壊前のエアロゲルパウダーの質量(g))×100・・(1)
<Compression fracture test>
The prepared aerogel powder was sieved through sieves with 250 μm and 1000 μm openings, and only aerogel powders having particle sizes in the range of 250 μm to 1000 μm were collected. 3 ml of the collected aerogel powder was weighed out, and the weighed aerogel powder was compressed using a universal testing machine (compression fracture tester) shown in FIG. 2. The compression cross-sectional area was 1.34 cm 2 , the maximum load was 500 N, and the compression stress was 371.2 N/m 2. After compression, the powder was sieved through a sieve with 250 μm openings, and the amount of broken powder (broken amount) that passed through the sieve was measured, and the measured broken amount (g) was substituted into the following formula (1) to calculate the breakage rate (%). Then, the breakage resistance (characteristics that are difficult to break) was evaluated from the numerical value of this breakage rate (%).
Destruction rate (%) = (destruction amount (g) / mass (g) of aerogel powder before destruction) × 100 (1)

<圧縮変形試験>
作製したエアロゲルパウダーを、底面積1.34cmを有する円筒状のシリンダー容器内に、高さ16mmの位置まで充填した状態で、底面積とほぼ同面積のピストンを用いて、このピストンによって10N荷重で圧縮したときの充填高さの変化量(mm)を測定した。変形前のエアロゲルの充填高さは16mmである。装置は、圧縮破壊試験で用いたのと同じ、万能試験機を使用した。測定後、下記式(2)によって変形量を測定し、測定した変形量を下記の式に代入して変形率を算出した。そして、この変形率の数値から、柔軟性を評価した。
変形率(%)={変形変化量(mm)/変形前のエアロゲルの充填高さ(mm)}×100・・(2)
<Compression deformation test>
The prepared aerogel powder was filled up to a height of 16 mm in a cylindrical cylinder container having a bottom area of 1.34 cm2 , and compressed with a load of 10 N by a piston having an area almost the same as the bottom area to measure the change in filling height (mm). The filling height of the aerogel before deformation was 16 mm. The same universal testing machine used in the compression fracture test was used as the device. After the measurement, the deformation amount was measured by the following formula (2), and the measured deformation amount was substituted into the following formula to calculate the deformation rate. The flexibility was evaluated from the numerical value of this deformation rate.
Deformation rate (%) = {deformation change (mm) / aerogel filling height before deformation (mm)} × 100 (2)

Figure 0007701028000001
Figure 0007701028000001

<分散性評価:均一性および濁度>
モノリス状エアロゲルを破砕し、平均粒径が50~60μmになるようにエアロゲルパウダーを篩で分級調整した。こうして調整した5mlエアロゲルパウダーを、分散媒としてポリエチレングリコール200の5mlに添加、撹拌し、エアロゲルパウダー分散物を調製した。その後30分静置し、その時の分散物の均一状態を目視で確認し、濁度は、濁度300のホルマジン標準液と目視で対比した。ポリエチレングリコール200には、富士フイルム和光純薬(株)1級品を使用した。
<Dispersibility evaluation: uniformity and turbidity>
The monolithic aerogel was crushed, and the aerogel powder was classified and adjusted with a sieve so that the average particle size was 50 to 60 μm. 5 ml of the aerogel powder thus prepared was added to 5 ml of polyethylene glycol 200 as a dispersion medium and stirred to prepare an aerogel powder dispersion. After that, the mixture was left to stand for 30 minutes, and the uniform state of the dispersion was visually confirmed, and the turbidity was visually compared with that of a formazin standard solution with a turbidity of 300. For the polyethylene glycol 200, a grade 1 product from Fujifilm Wako Pure Chemical Co., Ltd. was used.

本発明の実施例1~11および比較例1のエアロゲルパウダーを用いて調整したエアロゲルパウダー分散物は、分散状態が均一であり、濁度も低かったが、比較例2のエアロゲルパウダーを用いて調整したエアロゲルパウダー分散物は、分散状態が不均一であり、濁度が高かった。また、実施例1~11のエアロゲルパウダーは、いずれも分散媒中での撹拌時に破壊することはなかった。 The aerogel powder dispersions prepared using the aerogel powders of Examples 1 to 11 and Comparative Example 1 of the present invention were uniformly dispersed and had low turbidity, whereas the aerogel powder dispersion prepared using the aerogel powder of Comparative Example 2 was non-uniformly dispersed and had high turbidity. Furthermore, none of the aerogel powders of Examples 1 to 11 were destroyed when stirred in the dispersion medium.

上記の通り、本発明のエアロゲルパウダー組成物に含有するエアロゲルパウダーは、圧縮力に対する、柔軟性および難破壊性に優れ、また、平均分子量200のポリエチレングリコール等の分散媒中での分散状態が均一で安定しており、また、濁度が低く、相溶性が良好であることが分かる。 As described above, the aerogel powder contained in the aerogel powder composition of the present invention has excellent flexibility and resistance to breakage against compressive force, and is uniformly and stably dispersed in a dispersion medium such as polyethylene glycol having an average molecular weight of 200. It is also found to have low turbidity and good compatibility.

1 万能試験機
2 エアロゲルパウダー
P 圧力
1 Universal testing machine 2 Aerogel powder P Pressure

Claims (7)

少なくともエアロゲルパウダーを含有するエアロゲルパウダー組成物であって、
前記エアロゲルパウダーは、シラン化合物の加水分解縮合物であるエアロゲルからなり、前記シラン化合物が、4官能シラン化合物、3官能シラン化合物および2官能シラン化合物の質量百分率を、それぞれQx、Tx、Dxとするとき、0≦Qx≦70、30≦Tx≦100、0≦Dx<30(ただしQx+Tx+Dx=100)であり、
前記エアロゲルパウダーは、下記式(1)で定める破壊率が10%以下であり、
前記エアロゲルは、シロキサン結合による三次元ネットワークを形成する骨格部と、前記骨格部内に三次元ネットワーク状に貫通した気孔部とを有する、エアロゲルパウダー組成物。
破壊率(%)=(破壊量(g)/破壊前のエアロゲルパウダーの質量(g))×100・・(1)
ここで「破壊量」とは、篩で粒径250μm~1000μmの範囲に調整したエアロゲルパウダー3mlを、万能試験機により圧縮断面積1.34cm、最大荷重500N,圧縮応力371.2N/mの条件で圧縮し、圧縮後、目開き250μmの篩にかけ、篩を通過した、破壊されたエアロゲルパウダーの合計質量(g)を意味する。
An aerogel powder composition containing at least an aerogel powder,
The aerogel powder is made of an aerogel which is a hydrolysis condensation product of a silane compound, and the silane compound has a mass percentage of a tetrafunctional silane compound, a trifunctional silane compound and a bifunctional silane compound, respectively, Qx, Tx and Dx, and the mass percentages of the silane compound are 0≦Qx≦70, 30≦Tx≦100 and 0≦Dx<30 (where Qx+Tx+Dx=100);
The aerogel powder has a destruction rate of 10% or less as determined by the following formula (1):
The aerogel has a skeleton that forms a three-dimensional network by siloxane bonds, and pores that penetrate the skeleton in the form of a three-dimensional network .
Destruction rate (%) = (destruction amount (g) / mass (g) of aerogel powder before destruction) × 100 (1)
The term "destruction amount" used herein means the total mass (g) of the destroyed aerogel powder that has been adjusted to a particle size in the range of 250 μm to 1000 μm using a sieve, compressed in a universal testing machine under conditions of a compression cross-sectional area of 1.34 cm 2 , a maximum load of 500 N, and a compression stress of 371.2 N /m 2 , and then passed through a sieve with a mesh size of 250 μm.
前記エアロゲルパウダーは、下記(2)式で定める変形率が15%以上である、請求項1記載のエアロゲルパウダー組成物。
変形率(%)={変形変化量(mm)/変形前のエアロゲルの充填高さ(mm)}×100・・(2)
ここで、「変形変化量」とは、底面積1.34cmを有する円筒状のシリンダー容器内に、高さ16mmの位置まで前記エアロゲルパウダーを充填した状態で、ピストンを用いて10Nで圧縮したときの充填高さの変化量(mm)を意味し、変形前のエアロゲルの充填高さは16mmである。
2. The aerogel powder composition according to claim 1, wherein the aerogel powder has a deformation rate defined by the following formula (2) of 15% or more.
Deformation rate (%) = {deformation change (mm) / aerogel filling height before deformation (mm)} × 100 (2)
Here, the "deformation change amount" means the change in the filling height (mm) when the aerogel powder is filled to a height of 16 mm in a cylindrical cylinder container having a bottom area of 1.34 cm2 and compressed with a piston at 10 N, and the filling height of the aerogel before deformation is 16 mm.
前記シラン化合物が、0<Qx≦50、40≦Tx<100、0≦Dx<30(ただしQx+Tx+Dx=100)であり、前記エアロゲルパウダーは、前記破壊率が6%以下である、請求項1記載のエアロゲルパウダー組成物。 2. The aerogel powder composition of claim 1, wherein the silane compound satisfies 0<Qx≦50, 40≦Tx<100, and 0≦Dx< 30 (where Qx+Tx+Dx=100), and the aerogel powder has a destruction rate of 6% or less. 前記エアロゲルパウダーは、下記(2)式で定める変形率が20%以上である、請求項3記載のエアロゲルパウダー組成物。
変形率(%)={変形変化量(mm)/変形前のエアロゲルの充填高さ(mm)}×100・・(2)
ここで、「変形変化量」とは、底面積1.34cmを有する円筒状のシリンダー容器内に、高さ16mmの位置まで前記エアロゲルパウダーを充填した状態で、ピストンを用いて10Nで圧縮したときの充填高さの変化量(mm)を意味し、変形前のエアロゲルの充填高さは16mmである。
The aerogel powder composition according to claim 3, wherein the aerogel powder has a deformation rate defined by the following formula (2) of 20% or more.
Deformation rate (%) = {deformation change (mm) / aerogel filling height before deformation (mm)} × 100 (2)
Here, the "deformation change amount" means the change in the filling height (mm) when the aerogel powder is filled to a height of 16 mm in a cylindrical cylinder container having a bottom area of 1.34 cm2 and compressed with a piston at 10 N, and the filling height of the aerogel before deformation is 16 mm.
前記エアロゲルパウダーが、大気圧乾燥法により乾燥されたエアロゲルからなる、請求項1から4のいずれか1項に記載のエアロゲルパウダー組成物。 5. The aerogel powder composition according to claim 1 , wherein the aerogel powder is made of an aerogel dried by an atmospheric pressure drying method. 前記エアロゲルパウダー組成物が、前記エアロゲルパウダーと他の粉粒体との混合物である、請求項1から5のいずれか1項に記載のエアロゲルパウダー組成物。 6. The aerogel powder composition according to claim 1 , wherein the aerogel powder composition is a mixture of the aerogel powder and other powder or granular material. 前記エアロゲルパウダー組成物が、前記エアロゲルパウダーを分散質として、液体状の分散媒に分散させたエアロゲルパウダー分散物である、請求項1から5のいずれか1項に記載のエアロゲルパウダー組成物。 The aerogel powder composition according to any one of claims 1 to 5 , wherein the aerogel powder composition is an aerogel powder dispersion in which the aerogel powder is dispersed as a dispersoid in a liquid dispersion medium.
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