JP2005154195A

JP2005154195A - エアロゲル材、及びこのエアロゲル材にて形成される物品

Info

Publication number: JP2005154195A
Application number: JP2003394673A
Authority: JP
Inventors: Koji Kishimoto; 広次岸本; Hiroshi Yokogawa; 弘横川
Original assignee: Matsushita Electric Works Ltd
Current assignee: Panasonic Electric Works Co Ltd
Priority date: 2003-11-25
Filing date: 2003-11-25
Publication date: 2005-06-16

Abstract

【課題】低屈折率、高断熱性、軽量である等の多孔質材料に特有の優れた特性を備え、且つ優れた光透過性を付与することが可能であり、更に機械的強度が向上されて取扱時や使用中に破損しにくいエアロゲル材を提供する。
【解決手段】エアロゲルをシート材にて被覆して減圧封止して成る。これにより得られるエアロゲル材は、低屈折率、高断熱性、軽量である等のような多孔質材料であるエアロゲルに特有の特性が維持され、且つ優れた光透過性を付与することが可能である。しかもシート材にて減圧封止されることで機械的強度が向上されたものである。
【選択図】なし

Description

本発明は、エアロゲルとしての特性を維持すると共に機械的特性が向上されたエアロゲル材、及びこのエアロゲル材にて形成される物品である車両用窓、加熱用器具用窓、衣類、光学部品に関するものである。

屈折率が１．００８〜１．０５５程度の範囲という天然物には存在しない値を示し、且つ熱伝導率が小さく高い断熱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。このようなシリカエアロゲルを製造する方法としては、例えばアルコキシシラン（シリコンアルコキシド、アルキルシリケートとも称される）を加水分解縮重合して、基本骨格が（ＳｉＯ₂）_mであり、かつシラノール基を有するポリマー（湿潤ゲルとも称される）を生成させ、この湿潤ゲルと、アルコール、液化二酸化炭素等の分散媒（溶媒）とを含むゲルを、前記溶剤の超臨界条件下で乾燥する（超臨界乾燥）方法がある（特許文献１〜３参照）。また、疎水性を有するシリカエアロゲルの製造方法も提案されている（特許文献４〜６参照）。
米国特許第４４０２９２７号明細書米国特許第４４３２９５号明細書米国特許第４０１６８３７号明細書米国特許第５４９６５２７７号明細書米国特許第５８３０３８７号明細書特許第２６５９１５５号公報

上述の従来技術により得られたシリカエアロゲルは非常に脆いものであり、例えば塊状のエアロゲルは手で触って持ち上げようとするだけで破損してしまうものである。このため当然振動に対しても弱く、このように透明で断熱性が高く軽量であるエアロゲルであっても、ある程度の強度が必要とされる用途、例えば車輌用窓には、適用することができないものであった。

本発明は上記の点に鑑みて為されたものであり、低屈折率、高断熱性、軽量である等の多孔質材料に特有の優れた特性を備え、且つ優れた光透過性を付与することが可能であり、更に機械的強度が向上されて取扱時や使用中に破損しにくいエアロゲル材、このエアロゲル材にて形成される車両用窓、加熱用器具用窓、衣類、光学部品を提供することを目的とするものである。

本発明に係るエアロゲル材は、エアロゲルをシート材にて被覆して減圧封止して成ることを特徴とするものである。

上記エアロゲルは、１ｃｍ³以上の体積を有する塊状物であることが好ましい。

また、上記エアロゲルは、シート材にて０．１３３〜１３３ｈＰａの範囲で減圧封止されているものであることも好ましい。

また、上記エアロゲルの密度が０．０８〜０．３０ｇ／ｃｍ³の範囲となるようにすることも好ましい。

また、上記シート材が透光性のものであり、且つ上記エアロゲルがアルコキシシランを加水分解した湿潤ゲルを超臨界乾燥することで得られたものであるようにすることも好ましい。

また、本発明に係る車両用窓は、上記のようなエアロゲル材にて形成して成ることを特徴とするものである。

また、本発明に係る加熱用器具用窓は、上記のようなエアロゲル材にて形成して成ることを特徴とするものである。

また、本発明に係る衣類は、上記のようなエアロゲル材にて形成して成ることを特徴とするものである。

また、本発明に係る光学部品は、上記のようなエアロゲル材にて形成して成ることを特徴とするものである。

本発明により得られるエアロゲル材は、低屈折率、高断熱性、軽量である等のような多孔質材料であるエアロゲルに特有の特性が維持され、且つ優れた光透過性を付与することが可能であり、しかもシート材にて減圧封止されることで機械的強度が向上されたものである。

このようなエアロゲル材は、特に車両用窓、加熱用器具用窓、衣類、光学部品を形成するために用いることができる。

以下、本発明を実施するための最良の形態について、説明する。

本発明において用いられるエアロゲルは、光透過性を有する多孔質体である。エアロゲル（エーロゲル）は、一般には湿潤アルコゲル（湿潤ゲル）等のように乾燥前の分散媒（溶媒）を含んだ状態でのゲル体から溶剤等を除去して得られる乾燥多孔質ゲルが含まれる。

上記の湿潤ゲルとしては、例えば（ＳｉＯ₂）_mの骨格を有すると共にシラノール基を有するポリマー（ケイ酸化合物ポリマー）を含むものを挙げることができる。このポリマーは、分子中に、Ｓｉ−Ｒ¹で表される結合を含有していてもよい。ここで、ｍは正の整数を、Ｒ¹は炭素数１〜５のアルキル基又はフェニル基を、それぞれ示す。このポリマーを構成するＳｉは、雰囲気中の水分を吸着し、シラノール基を形成して安定化する傾向が極めて強い性質がある。

上記ケイ酸化合物ポリマーとしては、特に限定されるものではないが、例えば下記一般式（Ｉ）に示す構造を有するアルコキシシランを加水分解し、縮重合して得られるもの等が挙げられる。

ＳｉＲ¹ _n（ＯＲ²）_4-n … （Ｉ）
〔式（Ｉ）中のＲ¹、Ｒ²は、それぞれ炭素数１〜５のアルキル基又はフェニル基であり、互いに同一でも異なっていても良い。Ｒ¹又はＲ²が複数ある場合には、それぞれ互いに同一でも異なっていても良い。ｎは０〜２の整数。〕
上記一般式（Ｉ）で表されるアルコキシシランとしては、より具体的には、下記一般式（II）で表される２官能アルコキシシラン、下記一般式（III）で表される３官能アルコキシシラン、下記一般式（IV）で表される４官能アルコキシシラン等が挙げられる。例えばこれらのうち少なくとも一種が用いられる。

〔式（II）中、Ｒ³、Ｒ⁴及びＲ⁵は、炭素数１〜５のアルキル基又はフェニル基であり、互いに同一でも異なっていても良い。２個のＲ⁵は互いに同一でも異なっていても良い。〕

Ｒ⁶−Ｓｉ（ＯＲ⁷）₃ … （III）
〔式（III）中のＲ⁶及びＲ⁷は、炭素数１〜５のアルキル基又はフェニル基であり、互いに同一でも異なっていてもよい。３個のＲ⁷は、互いに同一でも異なっていてもよい。〕
Ｓｉ（ＯＲ⁸）₄ … （IV）
〔式（IV）中、Ｒ⁸は、炭素数１〜５のアルキル基又はフェニル基を表す。４個のＲ⁸は互いに同一でも異なっていてもよい。〕
上記式（II）、（III）及び（IV）でそれぞれ表される２官能、３官能及び４官能の各アルコキシシランとしては、特に限定されないが、それら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用いられる。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用いられる。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用いられる。

前記一般式（Ｉ）で表されるアルコキシシラン（以下、特に断らない限り「アルコキシシラン」はこのものを指す。）を効率良く加水分解し、縮重合を行うためには、アルコキシシランを含む反応系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。

アルコキシシランの加水分解と縮重合は、水との相溶性を有し、且つアルコキシシランを溶解する溶媒と、水との混合液を用いて行うことが好ましい。このような混合液を用いた場合、加水分解工程と縮重合工程を連続して行うことができ、効率が良いからである。その際、生成するポリマーは、上記溶媒を分散媒とするゲル化物（湿潤ゲル）として得られる。水との相溶性を有し、且つアルコキシシランを溶解する溶媒としては、特に限定はされないが、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコールや、アセトン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等が挙げられる。これらは一種のみを用いても良いし、二種以上を併用してもよい。

このような湿潤ゲルを乾燥する等してエアロゲルを得るものであるが、このとき、湿潤ゲル中のケイ酸化合物ポリマーに対して、予め疎水化処理を施すことが好ましい。このような疎水化処理を施しておくと、湿潤ゲルの乾燥により得られるエアロゲルとして、より光透過率が大きいものを得ることができる。

骨格が（ＳｉＯ₂）_mで（ｍは正の整数）、且つシラノール基を有するポリマー（ケイ酸化合物ポリマー）を、疎水化処理剤と反応させて疎水化処理する工程について説明する。

ケイ酸化合物ポリマーは、上記のように湿潤ゲルとして得ることができるが、疎水化処理を行うにあたっては、必要に応じ、予めこの湿潤ゲルから水分を除去する処理を施しておくことが好ましい。湿潤ゲルからの水分の除去は、特にケイ酸化合物ポリマーが、アルコキシシランを加水分解し、縮重合を行うことにより湿潤ゲルとして得られたものである場合に有効である。湿潤ゲルから水分を除去する方法としては、特に限定されないが、例えば湿潤ゲルを溶媒にて洗浄する方法等が挙げられるものであり、このときに用いられる溶媒としては、上記の、アルコキシシランを加水分解し縮重合を行う際に用いられる溶媒を挙げることができる。

上記疎水化処理剤としては、ケイ酸化合物ポリマー中のシラノール基に対して反応可能な官能基と、疎水基（疎水性の置換基）とを併せ持つ化合物を挙げることができる。シラノール基に対して反応可能な官能基としては、特に限定はされないが、例えばハロゲン、アミノ基、イミノ基、カルボキシル基、アルコキシル基等が挙げられる。また疎水基としては、特に限定されないが、例えばアルキル基、フェニル基、或いはこれらのフッ素化物等が挙げられる。疎水化処理剤は前記のようなシラノール基に対して反応可能な官能基と疎水基とをそれぞれ一種のみ有していても良く、また二種以上有していてもよい。

このような疎水化処理剤の具体例としては、例えば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、トリエチルメトキシシラン、トリエチルエトキシシラン、ジメチルジクロロシラン、ジメチルジエトキシシラン、ジエ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シラン化合物が挙げられるが、これらに限定されない。すなわち、シラン以外の化合物、例えば蟻酸、酢酸、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であってもよいものである。疎水化処理剤は一種のみを用いても良いし、二種以上を併用してもよい。

疎水化処理を行う方法としては特に限定されないが、例えば疎水化処理剤を溶媒に溶解させた溶液中に湿潤ゲルを浸漬し、混合するなどして湿潤ゲル中に疎水化処理剤を浸透させた後、必要に応じて加熱して、疎水化処理反応を行う方法等が挙げられる。疎水化処理時に用いる溶媒としては、例えばエタノール、メタノール、トルエン、ベンゼン、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド等が挙げられるが、前記疎水化処理剤が容易に溶解し、且つ湿潤ゲルの含有する溶媒（分散媒）と置換可能なものであれば、特に制限されるものではない。また、後工程において超臨界乾燥を行う場合には、超臨界乾燥を行うのが容易な溶媒（例えばエタノール、メタノール、液体二酸化炭素等）と同一種類若しくはそれと置換が容易なものを用いることが好ましい。

疎水化処理は、ケイ酸化合物ポリマーの有するシラノール基の水酸基を、疎水化処理剤の有する官能基と反応させて疎水化するために行うものである。従って、疎水化処理剤の使用量としては、湿潤ゲル中のケイ酸化合物ポリマーの粒子表面のシラノール基数に対して充分な量を用いることが好ましい。例えば重量比で（湿潤ゲルの重量）／（疎水化処理剤の重量）＝０．５〜１０程度の範囲となるようにすることが好ましいが、この割合は疎水化処理反応を行う場合の溶媒量、温度、時間等や、コストと性能との兼ね合い等に応じて適宜調整されるものであり、特に制限されるものではない。また溶媒の使用量も特に限定されない。

上記のような疎水化処理によりケイ酸化合物ポリマーを疎水化して得られる変性ポリマーでは、ケイ酸化合物ポリマーの有するシラノール基の水酸基が疎水基で置換されて疎水化される。そして、このようにケイ酸化合物ポリマーが変性された湿潤ゲル（変性湿潤ゲル）は、ポリマー固形分と分散媒の二相からなるゲルとして得られる。

尚、分散媒の語は、広義には溶媒と同義であるが、本明細書においては、上記の湿潤ゲルの調製時に用いられる溶媒、疎水化処理時に用いられる溶媒、或いは後述する超臨界乾燥に適した他の溶媒を指すものであり、すなわち湿潤ゲル或いは変性湿潤ゲルを構成する液相を分散媒とするものである。

上記の湿潤ゲル或いは変性湿潤ゲルを乾燥することで、エアロゲルが得られる。このようにエアロゲルを得るにあたっては、上記の通り超臨界乾燥を行うことが好ましい。超臨界乾燥は、ゲルに含まれている分散媒（溶媒）の臨界点又は臨界点よりも高温高圧の雰囲気中で分散媒を徐々に除去する方法である。超臨界乾燥を行う際には、必要に応じて、湿潤ゲル或いは変性湿潤ゲル中の分散媒を、超臨界乾燥の媒体に適したものへと、予め置換しておくことができる。この分散媒の置換の際、置換後の分散媒としては、特に制限されるものではないが、置換前の分散媒よりも臨界点の低い化合物、すなわち臨界点の温度、圧力のうち少なくとも一方が低い化合物であることが好ましい。また、例えば疎水化処理時の分散媒を、そのまま超臨界乾燥の媒体として用いても良く、この場合は分散媒の置換を行う必要はない。

超臨界乾燥の媒体として用いられる分散媒（溶媒）としては、特に限定されないが、臨界点以上の温度圧力の設定が容易なものが好ましい。具体的には、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、イソプロパノール、ブタノール等のアルコールや、ジクロロジフルオロメタン、液化二酸化炭素、水等の単独系又は二種以上の混合系を挙げることができる。超臨界乾燥の媒体として用いられる分散媒は、前述したアルコキシシランの加水分解と縮重合を行う際に用いる溶媒（水との相溶性を有し、且つアルコキシシランを溶解する溶媒）若しくは疎水化処理時に用いられる溶媒と同一種類のものを用いても良いし、それらと異なる種類のものを用いても良い。

超臨界乾燥を行う際に用いられる容器としては、特に限定はされないが、除去される分散媒の臨界点以上の高温高圧に耐えられる容器が好ましく、例えばオートクレーブ等が挙げられる。

エアロゲルの製造方法の、更に具体的な例を次に示す。

まず、アルコキシシランにＮ，Ｎ−ジメチルホルムアミド、水、及び必要に応じて触媒を添加混合し、アルコキシシランを加水分解し、縮重合させる。縮重合反応が充分に進行すると、反応混合物がゲル化する。次に、このゲル化物に溶媒を添加し、加熱する、いわゆる熟成を行う。なお、この際、必要に応じては、熟成工程を省いてもよい。

また、必要に応じてゲル化物（湿潤ゲル、原料ポリマー）を疎水化処理材と反応させて、疎水化処理する。この疎水化処理の反応は、例えば、原料ポリマー（湿潤ゲル）中に含まれるアルコールを、疎水化処理材を溶解させた処理液と置換し、必要に応じて加熱して行われる。この場合、反応後、例えば再びアルコールで溶媒の置換を行ってから超臨界乾燥を行う。尚、疎水化処理剤を溶解させた処理液の溶媒としては、疎水化処理剤に対する溶解性がアルコールより高いものを用いることが好ましく、また沸点がアルコールよりも高いものを用いることが好ましい。沸点がアルコールより高い溶媒としては、アルコールの種類により異なるが、例えばトルエン等が挙げられる。

上記の湿潤ゲル、或は変性湿潤ゲルを超臨界乾燥させる方法としては、特に限定されるものではないが、例えば湿潤ゲル或いは変性湿潤ゲルを液化二酸化炭素（５０〜６０ａｔｍ程度）中に浸漬して、ゲル中に含まれる溶媒の一部又は全部をこの溶媒よりも臨界点が低い液化二酸化炭素に置換した後、二酸化炭素の単独系又は二酸化炭素とアルコールの混合系の超臨界条件下で乾燥する方法や、二酸化炭素との置換を行わず、使用している溶媒の超臨界条件下で乾燥する方法等が挙げられる。

このような超臨界乾燥を行い、湿潤ゲル或いは変性湿潤ゲルが含有する流体を除去することにより優れた透明性を有するエアロゲルが得られる。

このようなエアロゲルの全体をシート材にて被覆して減圧封止することにより、機械的強度の高いエアロゲル材が得られる。

上記シート材としては気体を透過しない性質（気体非透過性）のものを用いることでエアロゲルの減圧封止状態を長期に亘って維持することができるようにすることが好ましい。

また、上記シート材が透光性の高いものであると、透明性の高いエアロゲルと相まって、透明性が要求される用途に用いることができるようになる。また、上記の通り、アルコキシシランを加水分解した湿潤ゲルを超臨界乾燥することで得られたエアロゲルは、特に透光性が高いものであるから、このようなエアロゲルを、透光性の高いシート材で被覆して減圧封止すると、特に透光性が優れたエアロゲル材が得られる。

このように気体非透過性であり、且つ透光性の高いシート材としては、具体的には例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、塩化ビニリデン塩化ビニル共重合体（ＰＶＤＣ）、ポリ酢酸ビニル（ＰＶＡ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリフッ化ビニル等のフッ素樹脂フィルムなどといった材質から形成されるシート材を挙げることができる。

上記のエアロゲル材が高い機械的強度を十分に発揮するようにするためには、上記の減圧封止時のシート材の内側の圧力を０．１３３〜１３３ｈＰａ（０．１〜１００ｍｍＨｇ）の範囲とすることが好ましい。この圧力が高過ぎるとエアロゲル材の強度を十分に得ることが困難となり、またこの圧力が低過ぎるとエアロゲルが収縮してしまうおそれがある。

またエアロゲル材が高い機械的強度を十分に発揮するためには、上記エアロゲルの密度が０．０８〜０．３０ｇ／ｃｍ³の範囲となるようにすることも好ましい。この密度が高すぎるとエアロゲルの充分な透明性や断熱性が得られなくなるおそれがあり、この密度が低すぎるとエアロゲル材に十分な強度が得られず、またエアロゲルが減圧の際に収縮してしまうおそれがある。このエアロゲルの密度は、ゲルの調合の際のケイ素等の出発物質の濃度を変更することによって調節することができる。

また、エアロゲル材を構成するエアロゲルは、１ｃｍ³以上の体積を有する塊状のものであることが好ましく、これにより採光窓などへの応用の際に十分な透明性、視認性を確保できる。この体積が１ｃｍ³に満たないと、例えば１ｍｍ³の粉体を充填したものでは十分な透明性、視認性が得られない。また、エアロゲルの体積の上限は特に制限されず、用途に応じて適宜の寸法、形状に形成すれば良いものである。

このようなエアロゲル材は、高い断熱性を有し、軽量であり、透明性が高いというエアロゲルの特長を備えると共に、エアロゲルを減圧封止することで機械的強度が向上して破損しにくくなったものであり、このため、自動車、船舶、鉄道、宇宙船等の移動用機関の採光窓、冷蔵庫、冷温庫、ポータブル保冷庫等の加温・冷却・保温用器具の内部確認用窓、防火服、コート、ジャケット等の衣類、ダブルレンズゴーグルの充填材や二重ガラスの間の充填材等の光学部品等といった物品に、適用することができる。

例えば、上記のエアロゲル材にて車両用窓を形成する場合には、例えば自動車のサンルーフにあたる天井の開放部にエアロゲル材を設置することで採光性と軽量性と断熱性を確保することができる。

また上記のエアロゲル材にて加熱用器具用窓を形成する場合には、例えば携帯用の保温庫のふた部にエアロゲル材を設置することで内部の視認性と軽量性と断熱性を確保することができる。

また上記のエアロゲル材にて衣類を形成する場合には、例えばエアロゲル材をつなぎ合わせて衣類の形状とし、或いは衣類の表面にエアロゲル材を接着することで軽量性と断熱性を確保し、必要な場合には透明な衣類、例えば防火服や防寒服を得ることができる。

また上記のエアロゲル材にて光学部品を形成する場合には、例えばスキー用やオートバイ運転時用のゴーグルのレンズの内側或いはダブルレンズの内側にエアロゲル材を設置し、或いはエアロゲル材自体をレンズとすることで、断熱性が高く、曇りにくく、軽量性と透明性を兼ね備える光学部品を得ることができる。

以下に、本発明の具体的な実施例および比較例を示すが、この発明は下記実施例に限定されない。

−比較例−
メチルシリケート５１（コルコート（株）製試薬）とメタノール（ナカライテスク（株）製試薬）と水とアンモニア水（ナカライテスク（株）製試薬）とを混合したものを徐々に添加した。この際、反応は室温で行い、混合比は、メチルシリケート：メタノール：水：アンモニア水＝４９．５６：６７：０６：０．２５となるようにした。これを２０秒間程度攪拌した後放置し、ゲル化させた。ゲル化後、メタノールを加え、５０℃で加熱し、さらにメタノールの添加を繰り返してゲルが乾燥しないように縮重合反応を加速（熟成）した。

次に、このゲル化物を５倍の容積の０．２ｍｏｌ／Ｌ−ヘキサメチルジシラザン（東レダウコーニングシリコーン（株）製試薬）のトルエン溶液中に移し、一昼夜この溶媒の交換を繰り返し、ゲル内にヘキサメチルジシラザンを混合した。その後、１１０℃で２時間程度加熱撹拌し、疎水化処理反応を行った後、今度はゲルをエタノール中に移して、一昼夜、エタノールの交換を繰り返し、溶媒置換を行った。

次に、このゲルを１８℃、５５気圧の二酸化炭素中に入れ、ゲル内のエタノー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、系内を二酸化炭素の超臨界条件である、４０℃、８０気圧にし、超臨界乾燥を約２４時間行ってシリカエアロゲル試料を得た。試料の大きさは、厚み１０ｍｍ、直径５０ｍｍの円柱状（体積１９．６ｃｍ³、密度０．１１ｇ／ｃｍ³）とした。

このシリカエアロゲルは透明で厚み方向の可視光（波長５５０ｎｍ）の透過率が９０％であった。またこのエアロゲルに２００ｇの分銅を乗せると亀裂を生じ、また０．３ｍの高さから落下させても亀裂を生じた。

−実施例１−
上記比較例にて得られたシリカエアロゲルを、厚み５０μｍのポリフッ化ビニル製シートからなる容積３Ｌのコック付きの袋（フロンケミカル株式会社製）に入れ、コックから真空ポンプを用いて圧力１３．３ｈＰａ（１０ｍｍＨｇ）まで減圧封止することにより、エアロゲル材を得た。

このエアロゲル材は透明で厚み方向の可視光（波長５５０ｎｍ）の透過率が９０％であった。また、このエアロゲル材に質量５００ｇの分銅を載せた場合には、亀裂の発生は認められなかった。また、このエアロゲル材を１ｍの高さから落下させても亀裂の発生は認められなかった。

−実施例２−
減圧封止の際の圧力を４００ｈＰａ（３００ｍｍＨｇ）とする以外は、実施例１と同様の方法でエアロゲル材を作製した。

このエアロゲル材は透明で厚み方向の可視光（波長５５０ｎｍ）の透過率が９０％であった。また。このエアロゲル材は２００ｇの分銅をのせても破損がなく、また０．３ｍの高さから落下させても破損がなかった。

−実施例３−
比較例１で作製したシリカエアロゲルをミキサーにて粉砕し、メッシュにてふるいにかけることで、平均粒径１ｍｍのシリカエアロゲル粒子を得た。この粒子を厚み１０ｍｍ、直径５０ｍｍの円柱状となるようにコック付きの容積３Ｌのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）製の袋に封入し、コックから真空ポンプを用いて減圧封止した。圧力は１３．３ｈＰａ（１０ｍｍＨｇ）であった。

このエアロゲル材は半透明で厚み方向の可視光（波長５５０ｎｍ）の透過率が６０％であった。またこのエアロゲル材は５００ｇの分銅をのせても破損がなく、また１ｍの高さから落下させても破損がなかった。

−実施例４−
実施例１において、減圧封止の際の圧力を０．０６７ｈＰａ（０．０５ｍｍＨｇ）とする以外は実施例１と同様の方法で、エアロゲル材を作製した。

得られたエアロゲル材は収縮することで透明性が低下し、厚み方向の可視光（波長５５０ｎｍ）の透過率が７０％となった。またこのエアロゲル材は５００ｇの分銅をのせても破損がなく、また１ｍの高さから落下させても破損がなかった。

−実施例５−
エアロゲル調製時における原料混合比を、メチルシリケート：メタノール：水：アンモニア水＝２５．００：６７．０６：５２．９７：０．２５（重量比）とした以外は、比較例１と同一の方法でエアロゲルを作製した。得られたシリカエアロゲルの密度は０．０６ｇ／ｃｍ³であった。

このエアロゲルを用い、実施例１と同一の方法でエアロゲル材を作製した。

得られたエアロゲル材は収縮することで透明性が低下し、厚み方向の可視光（波長５５０ｎｍ）の透過率が６５％であった。またこのエアロゲル材は５００ｇの分銅をのせても破損がなく、また１ｍの高さから落下させても破損がなかった。

−実施例６−
ケイ酸ナトリウム水溶液（日本化学工業株式会社製、Ｊケイ酸ソーダ３号）を１０重量部（以下部と記す）、水を１６部の割合で混合した溶液（Ａ液）と、０．９５ｍｏｌ／Ｌ硫酸水溶液（Ｂ液）を調製した後、Ａ液を２６部、Ｂ液を１６部の割合で混合し、１分間攪拌した後に、得られたゾルを円筒形の容器中に流し込んだ。

このゾルを６０℃で加熱してゲル化させ、ゲル状化合物を得た。得られたゲル状化合物をｐＨ３に調製した酸性水中に浸漬し、攪拌しながら酸性水を繰り返し交換し、２４時間洗浄した。その後、蒸留水を用いて同様にゲル状化合物を２４時間洗浄した。さらに、ゲル状化合物をエタノール中に浸漬し、攪拌しながらエタノールを繰り返し交換し、２４時間溶媒置換を行った。

次に、１．２ｍｏｌ／Ｌ−ヘキサメチルジシラザン（東レダウコーニングシリコーン株式会社製試薬）のエタノール溶液中に浸漬し、７８℃で攪拌しながら２４時間疎水化処理した。その後、ゲル状化合物をエタノール中に移し、攪拌しながら、エタノールを繰り返し交換し、２４時間溶媒置換を行った。次に、このゲル状化合物を１８℃、５５気圧の二酸化炭素中に入れ、ゲル内のエタノールを二酸化炭素に置換する操作を２３時間行った。その後、系内を二酸化炭素の超臨界条件である、４０℃、８０気圧の雰囲気とし、超臨界乾燥を約２４時間行って疎水性エアロゲルを得た。試料の大きさは、厚み１０ｍｍ、直径５０ｍｍの円柱状（体積１９．６ｃｍ³、密度０．１１ｇ／ｃｍ³）とした。

得られたエアロゲル材は、厚み方向の可視光（波長５５０ｎｍ）の透過率が７０％であった。またこのエアロゲル材は５００ｇの分銅をのせても破損がなく、また１ｍの高さから落下させても破損がなかった。

Claims

エアロゲルをシート材にて被覆して減圧封止して成ることを特徴とするエアロゲル材。
上記エアロゲルが、１ｃｍ³以上の体積を有する塊状物であることを特徴とする請求項１に記載のエアロゲル材。
上記エアロゲルが、シート材にて０．１３３〜１３３ｈＰａの範囲で減圧封止されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のエアロゲル材。
上記エアロゲルの密度が０．０８〜０．３０ｇ／ｃｍ³の範囲であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載のエアロゲル材。
上記シート材が透光性のものであり、且つ上記エアロゲルがアルコキシシランを加水分解した湿潤ゲルを超臨界乾燥することで得られたものであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載のエアロゲル材。
請求項１乃至５のいずれかに記載のエアロゲル材にて形成して成ることを特徴とする車両用窓。
請求項１乃至５のいずれかに記載のエアロゲル材にて形成して成ることを特徴とする加熱用器具用窓。
請求項１乃至５のいずれかに記載のエアロゲル材にて形成して成ることを特長とする衣類。
請求項１乃至５のいずれかに記載のエアロゲル材にて形成して成ることを特徴とする光学部品。