JP2022139215A - Heat insulation structure - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、新規な断熱構造体に関する。さらに詳しくは、エアロゲル粉粒体と、それを収納する通気性シートの袋体とを有する断熱構造体に関する。 The present invention relates to novel thermal insulation structures. More particularly, it relates to a heat insulating structure having an airgel powder and a bag made of an air-permeable sheet for containing it.
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）。 Conventionally, dried gels having siloxane bonds, called airgels, have been known. Specifically, a sol is formed by hydrolyzing a monomer solution of a silane compound (solvent: water and/or organic solvent), and a gel (condensation compound) is formed by cross-linking the sol. After that, by drying the gel, an airgel having many pores (dried gel) is obtained (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粉粒体は、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）。例えば、特許文献４には、エアロゲル粒子を膨張微小球と共にポリマーマトリックス中に含有させた断熱材料が記載されている。また、特許文献５には、エアロゲルが充填された断熱層と、その断熱層を収容する、無機繊維等の織布からなる外装袋と、当該外装袋内で前記断熱層を被覆する、無機繊維等の不織布からなる保持層（発塵防止層）とを有し、これら保持層と外装袋とが縫合された構造の断熱体が開示されている。 Since this airgel has excellent heat insulating properties, optical properties, and electrical properties, its use in various fields has been investigated. Among them, airgel granules are expected to expand the fields of use because of their forms (Patent Documents 2 and 3). For example, Patent Literature 4 describes a heat insulating material in which airgel particles are contained in a polymer matrix together with expanded microspheres. In addition, Patent Document 5 discloses a heat insulating layer filled with airgel, an exterior bag made of a woven fabric such as inorganic fiber that accommodates the heat insulating layer, and an inorganic fiber that covers the heat insulating layer in the exterior bag. A heat insulator having a structure in which a holding layer (dust prevention layer) made of a nonwoven fabric such as a nonwoven fabric is provided, and the holding layer and an exterior bag are sewn together.
しかしながらエアロゲル粉粒体は、非常に脆いため、使用中にしばしば砕けて発塵等の問題が生じやすい。こうして生じた塵は、呼吸器系の疾病を誘発する可能性があり、また、例えば衣料用断熱材として使用すると装着者に不快感を与えるおそれがある。建築物や装置の断熱材として用いた場合にも、周辺の機器等への悪影響が懸念される。特許文献４の断熱材料では、エアロゲル粉粒体がポリマーマトリックス中に固定されているため、発塵の問題は回避できるが、こうしたエアロゲル／ポリマー複合材は柔軟性に欠け、形状の自由度がないため、用途も限定される。また、ポリマーバインダーと混合される結果、エアロゲルが本来有していた通気性が失われ、断熱性も往々にして損なわれる問題がある。 However, since the airgel powder is very fragile, it often breaks during use, causing problems such as dust generation. The dust thus generated can induce respiratory ailments and can be uncomfortable for the wearer when used, for example, as insulation for clothing. Even when it is used as a heat insulating material for buildings and equipment, there is concern about adverse effects on peripheral equipment and the like. In the heat insulating material of Patent Document 4, airgel particles are fixed in a polymer matrix, so the problem of dust generation can be avoided, but such an airgel / polymer composite lacks flexibility and does not have a degree of freedom in shape. Therefore, its application is limited. In addition, as a result of being mixed with a polymer binder, the inherent air permeability of the airgel is lost, and the heat insulating properties are often impaired.
特許文献５のように、エアロゲルまたはその含有層を織布や不織布で包んだ断熱構造体であれば、上記のような断熱性の低下は防ぐことができる。しかし、使用する織布や不織布が適切なものでないと、粉落ちや発塵の抑制効果が十分には得られない。また、特許文献５記載の断熱構造体はしばしば柔軟性に欠けるため、対象物の形状に追従せず、繊維分野でいうドレープ性に劣る材料となる。そのため、やはり用途が限定され、例えばこうした断熱構造体を衣料品に使用すると、湿気のこもりや風合いの悪さにより、装着者にしばしば不快感を与える。 As in Patent Document 5, a heat insulating structure in which airgel or a layer containing the airgel is wrapped in a woven fabric or a nonwoven fabric can prevent the deterioration of the heat insulating properties as described above. However, if the woven fabric or non-woven fabric to be used is not suitable, the effect of suppressing powder falling off and dust generation cannot be sufficiently obtained. In addition, since the heat insulating structure described in Patent Document 5 often lacks flexibility, it does not conform to the shape of an object and is a material inferior in drapeability in the field of textiles. As a result, the applications are also limited. For example, when such insulating structures are used in clothing, they often cause discomfort to the wearer due to moisture retention and poor texture.
本発明は上記の問題を解決すべく、エアロゲル本来の優れた断熱性を有し、エアロゲルの外部への飛散がなく、しかも通気性やドレープ性に優れた断熱構造体を提供することを目的とする。 In order to solve the above problems, the present invention aims to provide a heat insulating structure that has excellent heat insulating properties inherent to airgel, does not scatter airgel to the outside, and has excellent breathability and drape properties. do.
本発明者らは上記目的を達成するために鋭意検討した結果、エアロゲルの平均粒径を規定した上で、袋体を特定の通気性シートで形成することにより、エアロゲル本来の優れた断熱性を有すると共に、エアロゲルを充填した袋体がエアロゲルを通過させずに通気性のある構造を有するので、エアロゲルの粉落ちや発塵がなく、しかもドレープ性に優れた断熱構造体が得られることを見出し、本発明を完成した。 As a result of intensive studies by the present inventors to achieve the above object, the excellent heat insulation inherent to airgel can be achieved by specifying the average particle size of the airgel and forming the bag from a specific breathable sheet. In addition, since the airgel-filled bag has an air-permeable structure that does not allow airgel to pass through, it is possible to obtain a heat insulating structure that does not cause airgel to fall off or generate dust and has excellent drape properties. , completed the present invention.
すなわち、本発明の要旨構成は、以下のとおりである。
（１）通気性シートを用いて形成された袋体と、前記袋体の内部の閉鎖空間に充填されたエアロゲル粉粒体とを有し、前記エアロゲル粉粒体は、平均粒径が５００ｎｍ以上の範囲であり、前記袋体は、前記通気性シートの通気度が０．１ｃｍ３／（ｃｍ２・ｓ）以上５０ｃｍ３／（ｃｍ２・ｓ）以下の範囲であり、前記通気性シートの単位面積当たりの質量が０．１ｇ／ｍ２以上１００ｇ／ｍ２以下の範囲である、断熱構造体。
（２）前記通気性シートが、不織布で形成されている、上記(１)に記載の断熱構造体。
（３）前記通気性シートは、空隙率が４０％以上９５％以下の範囲であり、前記不織布を構成する繊維の平均繊維径が１ｎｍ以上５μｍ以下の範囲である、上記（２）に記載の断熱構造体。
（４）前記不織布が、有機繊維で構成されている、上記（２）または（３）に記載の断熱構造体。
（５）熱伝導率が５～６０ｍＷ／（ｍ・Ｋ）である、上記（１）～（４）のいずれかに記載の断熱構造体。
（６）台の載置面上に置いた前記断熱構造体を、前記台の載置面の端位置から５０ｍｍだけはみ出すように前記載置面上をスライド移動させたとき、前記載置面から延長したときの仮想面に対して、前記断熱構造体のはみ出した部分の下面が下方に変位したときの撓み角度が、３０°以上である、上記（１）～（５）のいずれかに記載の断熱構造体。
（７）前記断熱構造体を、前記エアロゲル粉粒体を通過させないチャック付きポリ袋に入れてチャックを閉めた後に台上に置き、１００ｍｍの高さ位置から前記台上に置かれた前記チャック付きポリ袋の上面を、１００回繰り返しタップした後に測定した、前記袋体内の前記エアロゲルが前記袋体を通過して前記チャック付きポリ袋に漏れ出たときの漏出量が、前記袋体に充填されたときの前記エアロゲルの全体質量に対する質量割合にして、０．１質量％未満である、上記（１）～（６）のいずれかに記載の断熱構造体。
That is, the gist and configuration of the present invention are as follows.
(1) A bag formed using an air-permeable sheet and an airgel granule filled in a closed space inside the bag, wherein the airgel granule has an average particle size of 500 nm or more. In the bag, the air permeability of the air-permeable sheet is in the range of 0.1 cm 3 /(cm 2 s) or more and 50 cm 3 /(cm 2 s) or less, and the air permeability of the air-permeable sheet is A heat insulating structure having a mass per unit area of 0.1 g/m 2 or more and 100 g/m 2 or less.
(2) The heat insulating structure according to (1) above, wherein the air-permeable sheet is made of non-woven fabric.
(3) The above-mentioned (2), wherein the air-permeable sheet has a porosity in the range of 40% or more and 95% or less, and the average fiber diameter of the fibers constituting the nonwoven fabric is in the range of 1 nm or more and 5 μm or less. Insulated structure.
(4) The heat insulating structure according to (2) or (3) above, wherein the nonwoven fabric is made of organic fibers.
(5) The heat insulating structure according to any one of (1) to (4) above, which has a thermal conductivity of 5 to 60 mW/(m·K).
(6) When the heat insulating structure placed on the mounting surface of the table is slid on the mounting surface so as to protrude from the end position of the mounting surface of the table by 50 mm, According to any one of (1) to (5) above, wherein the lower surface of the protruding portion of the heat insulating structure is flexed at an angle of 30° or more with respect to the virtual plane when extended, when the lower surface is displaced downward. insulation structure.
(7) Put the heat insulating structure in a plastic bag with a zipper that does not allow the airgel granules to pass through, close the zipper, place it on the table, and place it on the table from a height of 100 mm with the zipper The amount of leakage when the airgel in the bag passes through the bag and leaks into the plastic bag with a zipper, measured after repeatedly tapping the upper surface of the plastic bag 100 times, is the amount of leakage when the bag is filled. The heat insulating structure according to any one of the above (1) to (6), which is less than 0.1% by mass relative to the total mass of the airgel when it is pressed.
本発明によれば、エアロゲル本来の優れた断熱性を有すると共に、エアロゲルを充填した袋体がエアロゲルを通過させずに通気性のある構造を有するので、エアロゲルの粉落ちや発塵がなく、しかもドレープ性に優れた断熱構造体を提供することができる。本発明の断熱構造体はまた、概して軽量なので、衣料用等の断熱材として好適である。 According to the present invention, airgel has excellent heat insulation properties inherent to airgel, and the airgel-filled bag has a breathable structure that does not allow the airgel to pass through. It is possible to provide an insulating structure with excellent drapeability. The insulating structure of the present invention is also generally lightweight, making it suitable as an insulating material for clothing and the like.
以下、本発明の実施形態について説明する。
（１）エアロゲル粉粒体
（１－１）エアロゲル
本発明の断熱構造体は、通気性のある袋体と、その内部の閉鎖空間に充填されたエアロゲル粉粒体とを有する。ここで、エアロゲルに特に制限はなく、本発明においては、シロキサン結合を含むどのような化学構造のエアロゲル（シリカエアロゲル）も使用することができる。以下では、エアロゲルについて、その内部構造および化学構造を中心に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below.
(1) Airgel granules (1-1) Airgel The heat insulating structure of the present invention has an air-permeable bag body and airgel granules filled in the closed space inside thereof. Here, the airgel is not particularly limited, and in the present invention, airgel having any chemical structure (silica airgel) containing siloxane bonds can be used. In the following, aerogels will be described with a focus on their internal structure and chemical structure.
（エアロゲルの内部構造）
本発明で使用するエアロゲルは、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（細孔部）とで主に構成されている。
(Internal structure of airgel)
When the structure of the airgel used in the present invention is observed microscopically, a bulk portion (skeleton portion) filled with solids and a pore portion (pore portion) penetrating in a three-dimensional network in the bulk portion It is mainly composed of
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が、２ｎｍ以上２５ｎｍ以下であることが好ましい。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以下であることがさらに好ましい。 The bulk portion is composed of a continuum in which solid matter forms a three-dimensional network by siloxane bonds. The three-dimensional network preferably has an average length of one side of 2 nm or more and 25 nm or less when a grid, which is the minimum unit of the network, is approximated by a cube. The average length of one side is more preferably 2 nm or more, 5 nm or more, 7 nm or more, and 10 nm or more, and is 25 nm or less, 20 nm or less, and 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、一般に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。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。
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、通常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 pores are tube-shaped and penetrate through the bulk portion. When the pores are approximated by tubes and the inner diameter of the tube is approximated by a circle, the average inner diameter is generally 5 nm or more and 100 nm or less. The average inner diameter of the pores is preferably 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, and 70 nm or less. Here, the inner diameter of the tube is a dimension equal to or less than the mean free path (MFP) of the elemental molecules forming air at atmospheric pressure.
In addition, the porosity of the airgel, that is, the ratio of the volume of pores to the volume of the entire airgel is usually 70% or more. An example of the porosity may be 75% or more, 80% or more, 85% or more, or 90% or more.
なお、本発明におけるエアロゲルは、後述する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。また、別の一例として、目的とする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、目的とする特性を充足する限りにおいて、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。 In addition, the airgel in the present invention may include structures other than the above-described bulk portion and pore portion as long as the physical properties described later are satisfied. As an example, it may include voids that are different from the pores described above. As another example, water, organic solvents, surfactants, catalysts, and decomposed products thereof that remain as unavoidable components in production can be included as long as the intended properties are satisfied. Furthermore, as another example, as long as the intended characteristics are satisfied, dust mixed in from the manufacturing space or manufacturing equipment can be included as an unavoidable component in manufacturing.
なお、本発明におけるエアロゲルは、上述した構成以外に、機能性付与、外観向上、装飾性付与などを意図して添加する成分を含むことができる。例えば、帯電防止剤、潤滑剤、無機顔料、有機顔料、無機染料、有機染料を含むことができる。 In addition, the airgel in the present invention can contain components added with the intention of imparting functionality, improving appearance, imparting decorativeness, etc., in addition to the above-described configuration. For example, antistatic agents, lubricants, inorganic pigments, organic pigments, inorganic dyes, organic dyes can be included.
（エアロゲルの化学構造）
エアロゲルは、上述したようにシロキサン結合を含む固体であるが、本発明においてはどのような化学構造のエアロゲルも使用することができる。例えば市販品を使用することもでき、また、任意の方法で製造することも可能である。エアロゲルは一般に、シラン化合物の単量体溶液を加水分解してゾルを形成し、次いで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、そのゲルを乾燥させて製造される。ゲルの乾燥方法としては、例えば二酸化炭素の超臨界状態において、ゲル内部の液体と二酸化炭素を交換し、続いて二酸化炭素を大気圧に戻して乾燥させる、超臨界乾燥法が試みられており、本発明においてもこうした方法で得られるエアロゲルを使用することができる。しかしながら本発明においては、本発明者らが発明した大気圧乾燥法により製造したエアロゲルを使用することが好ましい。大気圧乾燥法によれば、断熱性に優れるエアロゲルを、割れ等の欠陥を殆ど生じずに製造することができる。以下、大気圧乾燥法によるエアロゲルの製造方法について説明する。
(Chemical structure of airgel)
Airgel is a solid containing siloxane bonds as described above, but airgel with any chemical structure can be used in the present invention. For example, a commercially available product can be used, or it can be produced by any method. Airgel is generally produced by hydrolyzing a monomer solution of a silane compound to form a sol, then forming a gel (condensation compound) by cross-linking reaction, and then drying the gel. As a method for drying the gel, for example, a supercritical drying method has been attempted in which the carbon dioxide is exchanged with the liquid inside the gel in the supercritical state of carbon dioxide, and then the carbon dioxide is returned to atmospheric pressure for drying. The airgel obtained by such a method can also be used in the present invention. However, in the present invention, it is preferred to use airgel produced by the atmospheric drying method invented by the present inventors. According to the atmospheric pressure drying method, airgel with excellent heat insulating properties can be produced with almost no defects such as cracks. A method for producing an airgel by the atmospheric drying method will be described below.
大気圧乾燥法によるエアロゲルの製造方法は、超臨界状態での乾燥は行なわずに、例えば原料ゾルを作製するために行なうゾル生成工程において混合するシリコン化合物の適正化を図ったものであって、その他の工程については特に限定されない。本実施形態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。なお、本実施形態のエアロゲルの製造方法は、例えば、１段階固化法と２段階固化法のいずれの構成（工程）をも採用することができる。ここで、１段階固化法とは、シリコン化合物の加水分解反応によるゾル形成と、形成されたゾルの重縮合反応によるゲル化とを、同一の溶液組成で連続して行う方法を意味し、また、２段階固化法とは、シリコン化合物を加水分解してゾルを形成した後、塩基性水溶液を添加して別の溶液組成とした上で、ゾルの重縮合反応によるゲル化を行う方法を意味する。なお、１段階固化法と２段階固化法については、例えば国際公開第２０２０／１６６３０２号に記載されているのと同様な方法を採用することができる。 The airgel manufacturing method by the atmospheric drying method does not perform drying in a supercritical state, but rather optimizes the silicon compound to be mixed in the sol generation step, which is performed, for example, to prepare the raw material sol. Other steps are not particularly limited. As a specific production method of the present embodiment, for example, the sol generation step, the wet gel generation/molding step, the solvent exchange step and the drying step are performed in this order. In addition, for the method for producing an airgel of the present embodiment, for example, any configuration (process) of a one-step solidification method and a two-step solidification method can be adopted. Here, the one-step solidification method means a method in which sol formation by a hydrolysis reaction of a silicon compound and gelation by a polycondensation reaction of the formed sol are continuously performed with the same solution composition, and The two-step solidification method is a method in which a silicon compound is hydrolyzed to form a sol, a basic aqueous solution is added to form a different solution composition, and the sol is gelled by a polycondensation reaction. do. As for the one-step solidification method and the two-step solidification method, for example, a method similar to that described in International Publication No. 2020/166302 can be adopted.
（１－２）エアロゲル粉粒体
本発明の断熱構造体は、エアロゲル粉粒体（エアロゲルパウダー）を含む。このエアロゲル粉粒体は、平均粒径が５００ｎｍ以上の範囲であればよく、例えばエアロゲルを粉砕することによって得ることができる。その平均粒径は、好ましくは５μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上、更に好ましくは２０μｍ以上、特に好ましくは６０μｍ以上である。なお、平均粒径の上限値は、特に制限はないが、優れたドレープ性を確保する観点から、５ｍｍ以下とすることが好ましい。こうしたエアロゲル粉粒体は、例えばエアロゲルをジェットミル、ローラーミル、ビーズミル、カッターミル等を用いて機械的に粉砕し、篩や風力等通常の手段を使用して分級することによって得ることができる。また、エアロゲルを製造する過程で生じた上記平均粒径の粉末状または顆粒状物を、そのまま使用することも可能である。
(1-2) Airgel granules The heat insulating structure of the present invention contains airgel granules (airgel powder). This airgel powder may have an average particle diameter of 500 nm or more, and can be obtained, for example, by pulverizing airgel. The average particle size is preferably 5 µm or more, more preferably 10 µm or more, still more preferably 20 µm or more, and particularly preferably 60 µm or more. Although the upper limit of the average particle size is not particularly limited, it is preferably 5 mm or less from the viewpoint of ensuring excellent drape properties. Such airgel granules can be obtained, for example, by mechanically pulverizing airgel using a jet mill, roller mill, bead mill, cutter mill, etc., and classifying it using a normal means such as a sieve or wind force. Moreover, it is also possible to use the powdery or granular material having the above average particle size produced in the process of producing the airgel as it is.
ここで平均粒径は、レーザ回折式の粒子径分布測定装置による測定、あるいは篩による分級によって定めた平均粒径をいい、例えば粒子径分布測定装置としてはＳＡＬＤ―２３００（(株)島津製作所製）によって測定することができる。 Here, the average particle size refers to the average particle size determined by measurement with a laser diffraction particle size distribution measuring device or classification with a sieve. ) can be measured by
エアロゲル粉粒体として、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エアロゲル粉粒体を複数使用することもできる。 As the airgel granules, for example, in order to increase the filling rate, a plurality of classified airgel granules having different average particle diameters can be used.
粉砕工程を経たエアロゲル粉粒体の形状は、通常不定形となるが、その他、球状、板状、フレーク状、繊維状も使用することができる。形状は、ＳＥＭにより直接観察することができる。なお、本発明においては、板状や繊維状等の各種形状の粒子の平均粒径として、レーザ回折式装置による測定で同じ回折・散乱光のパターンを示す球状粒子や、篩によって同様に分級される球状粒子の平均粒径の値を採用している。 The shape of the airgel granules that have undergone the pulverization step is usually irregular, but spherical, plate-like, flake-like, and fibrous shapes can also be used. The shape can be directly observed by SEM. In the present invention, as the average particle size of particles having various shapes such as plate-like and fibrous shapes, spherical particles exhibiting the same diffracted/scattered light pattern as measured by a laser diffraction device, or similarly classified by a sieve, are used. The value of the average particle size of spherical particles is adopted.
（エアロゲル粉粒体の製造）
上記のように、本発明で使用するエアロゲル粉粒体は、例えばエアロゲルを機械的に粉砕し、篩や風力等通常の手段を使用して分級することによって製造することができる。これとは別に、エアロゲル製造時に、ゲルを粉砕して粉末状物や顆粒状物とすることも可能である。一般にエアロゲルの製造においては、シラン化合物の加水分解および架橋反応によってゲル（縮合化合物）を形成するが、このゲルを所定のサイズに粉砕する方法によっても、エアロゲル粉粒体を製造することができる。
(Production of airgel powder)
As described above, the airgel granules used in the present invention can be produced, for example, by mechanically pulverizing airgel and classifying it using a normal means such as a sieve or wind force. Alternatively, the gel can be pulverized into powder or granules during airgel production. Generally, in the production of airgel, a gel (condensation compound) is formed by hydrolysis and cross-linking reaction of a silane compound, but airgel granules can also be produced by pulverizing this gel into a predetermined size.
（ゲル粉砕法）
ゲル粉砕法では、加水分解および架橋反応後のゲルを所定のサイズに粉砕する。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。
(Gel pulverization method)
In the gel pulverization method, the gel after hydrolysis and cross-linking reaction is pulverized to a predetermined size. The gel can be pulverized, for example, with a Henschal mixer under appropriate conditions (number of revolutions 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、カッター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。 A gel may be formed in a mixer and ground as such. Alternatively, a gel may be produced in a sealable container and a shaking device such as a shaker may be used. Jet mills, roller mills, bead mills and cutter mills can also be used to adjust the particle size. The pulverized gel may be washed to reduce impurities such as unreacted matter and by-products.
上記のようにして粉砕したゲルを乾燥することにより、エアロゲル粉粒体を得ることができる。乾燥方法に特に制限はなく、超臨界乾燥法、凍結乾燥法、亜臨界乾燥法などがあるが、特に大気圧乾燥法が好ましい。乾燥の手法としては、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、大気圧乾燥法を用いることがより好ましい。また、エアロゲル粉粒体の平均粒径を調整するために、再粉砕工程を設けることもできる。再粉砕は、例えばゲル粉砕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。 Airgel granules can be obtained by drying the gel pulverized as described above. The drying method is not particularly limited, and includes supercritical drying, freeze drying, subcritical drying and the like, but atmospheric drying is particularly preferred. As a drying method, the supercritical drying method has the problem that the equipment is large, the manufacturing cost is extremely expensive, and mass production is difficult. Therefore, the atmospheric pressure drying method is used in the drying process of the present invention. It is more preferable to use In addition, a re-pulverization step can be provided in order to adjust the average particle size of the airgel granules. Re-pulverization can be carried out, for example, by using the apparatus used for gel pulverization and appropriately determining the pulverization conditions. It is preferable to also classify with a sieve or air force.
（２）袋体
（２－１）通気シート
本発明の断熱構造体は、上記エアロゲル粉粒体と共に、通気性のある特定の袋体を有する。この袋体は、前記通気性シートの通気度が０．１ｃｍ３／（ｃｍ２・ｓ）以上５０ｃｍ３／（ｃｍ２・ｓ）以下の範囲であり、前記通気性シートの単位面積当たりの質量が０．１ｇ／ｍ２以上１００ｇ／ｍ２以下の範囲の通気性シートにより形成される。ここで、通気度は通気性試験（ＪＩＳ Ｌ １０９６）Ａ法による値である。通気性試験は、生地の組織の隙間を通る空気の量を調べることにより、空気の通りにくさを評価するものである。本発明において、通気シートの通気度は、より好ましくは０．３ｃｍ３／（ｃｍ２・ｓ）程度以上、例えば０．５ｃｍ３／（ｃｍ２・ｓ）以上２０ｃｍ３／（ｃｍ２・ｓ）以下、特に好ましくは１ｃｍ３／（ｃｍ２・ｓ）以上１０ｃｍ３／（ｃｍ２・ｓ）以下である。
(2) Bag (2-1) Air-permeable sheet The heat-insulating structure of the present invention has a specific air-permeable bag together with the airgel particles. In this bag, the air permeability of the air-permeable sheet is in the range of 0.1 cm 3 /(cm 2 s) or more and 50 cm 3 /(cm 2 s) or less, and the mass per unit area of the air-permeable sheet is formed of a breathable sheet in the range of 0.1 g/m 2 or more and 100 g/m 2 or less. Here, the air permeability is a value according to the air permeability test (JIS L 1096) A method. The breathability test evaluates the difficulty of air passage by examining the amount of air that passes through the gaps in the texture of the fabric. In the present invention, the air permeability of the breathable sheet is more preferably about 0.3 cm 3 /(cm 2 s) or more, for example 0.5 cm 3 /(cm 2 s) or more and 20 cm 3 /(cm 2 s). Below, it is particularly preferably 1 cm 3 /(cm 2 ·s) or more and 10 cm 3 /(cm 2 ·s) or less.
通気シートの材質や厚さに特に制限はなく、例えばポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、セルロースおよびセルロース誘導体、キチン、キトサン、シルク(フィブロイン、セリシン)、アラミド、ポリイミド、ポリアミック酸、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリフェニレンサルファイド等の高分子からなる、厚さ１μｍ～１００μｍ、特に５μｍ～３０μｍの多孔質フィルムや不織布等が挙げられる。通気シートは不織布で形成されていることが好ましい。また、不織布は、有機繊維または無機繊維で構成されることが好ましいが、特に、有機繊維で構成された不織布で形成されていることがより好ましい。袋体は、単位面積当たりの質量（不織布における目付量）が、好ましくは０．５ｇ／ｍ２以上５０ｇ／ｍ２以下、特に好ましくは１ｇ／ｍ２以上３０ｇ／ｍ２以下である。シートに通気性を持たすための孔径や空隙率にも制限はなく、例えば孔径０．０１μｍ～２０μｍ、特に０．１～５μｍの微細孔を有するシートを用いることができる。また、通気シートの空隙率は、好ましくは４０％以上、より好ましくは５０％以上、特に好ましくは８０％以上である。また、通気シートの空隙率の上限値については、通気性があればよく、特に限定はしない。また、通気シートの空隙率の上限は、ドレープ性の確保の観点から、９５％以下とすることが好ましい。なお、ここでいう「空隙率」とは、不織布に占める空隙の体積割合（体積％）であり、その値は｛１－（嵩比重／真比重）｝×１００に等しい。こうした通気性シートであれば、通気度を上記範囲内に制御することが可能である。 There are no particular restrictions on the material and thickness of the permeable sheet. Examples include polyurethane, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polyamide, cellulose and cellulose derivatives, chitin, chitosan, silk (fibroin, sericin), aramid, polyimide, polyamic acid, and polyvinyl alcohol. , polyethylene glycol, polypropylene, polyethylene, polyethylene terephthalate, polylactic acid, polyphenylene sulfide, and the like, having a thickness of 1 μm to 100 μm, particularly 5 μm to 30 μm, porous films and nonwoven fabrics. The ventilation sheet is preferably made of nonwoven fabric. The nonwoven fabric is preferably made of organic fibers or inorganic fibers, and more preferably made of nonwoven fabric made of organic fibers. The bag preferably has a mass per unit area (weight per unit area of the nonwoven fabric) of 0.5 g/m 2 or more and 50 g/m 2 or less, particularly preferably 1 g/m 2 or more and 30 g/m 2 or less. There are no restrictions on the pore size and porosity for making the sheet air-permeable. For example, a sheet having micropores with a pore size of 0.01 μm to 20 μm, particularly 0.1 to 5 μm can be used. Moreover, the porosity of the permeable sheet is preferably 40% or more, more preferably 50% or more, and particularly preferably 80% or more. Also, the upper limit of the porosity of the breathable sheet is not particularly limited as long as it has air permeability. Moreover, the upper limit of the porosity of the breathable sheet is preferably 95% or less from the viewpoint of ensuring the drape property. The term “void ratio” as used herein means the volume ratio (% by volume) of voids in the nonwoven fabric, and its value is equal to {1−(bulk specific gravity/true specific gravity)}×100. With such a breathable sheet, it is possible to control the air permeability within the above range.
上記通気性シートは、通気性等の特性を満たす範囲で、織物、編物、不織布などのカバー層が積層されたものであっても良い。また、同種もしくは異種の複数の通気性シートを積層して複合化したものであっても良い。こうした積層・複合化により、強度等の所望の機能をさらに付加することができる。なお、積層・複合化された通気性シートは、シート全体として上記の通気度等の特性を有していればよい。しかしながら、断熱複合体のドレープ性・通気性確保の観点から、上記特性を満たす通気性シートのみを用いて積層することが好ましい。 The air-permeable sheet may be laminated with a cover layer of woven fabric, knitted fabric, non-woven fabric, or the like, as long as it satisfies properties such as air permeability. Also, a plurality of air-permeable sheets of the same type or different types may be laminated to form a composite. Desired functions such as strength can be further added by such lamination and compositing. Note that the laminated/composite air-permeable sheet may have the above characteristics such as air permeability as a whole sheet. However, from the viewpoint of ensuring the drapeability and air permeability of the heat insulating composite, it is preferable to laminate using only air-permeable sheets that satisfy the above characteristics.
本発明における通気性シートはまた、６０°以上、特に７５°以上の撓み角度を示すことが好ましい。ここで、撓み角度とは、台の載置面上に置いた試料を、前記台の載置面の端位置から５０ｍｍだけはみ出すように前記載置面上をスライド移動させたとき、前記載置面から延長したときの仮想面に対して、前記試料のはみ出した部分の下面が下方に変位したときの角度であり、最大角度が９０°である。撓み角度が６０°以上であると、優れたドレープ性が発現する。そして、この優れたドレープ性を有する通気性シートを用いて形成された袋体を、本発明の断熱構造体に用いた場合には、本発明の断熱構造体の撓み角度は、３０°以上、好ましくは４５°以上、特に好ましくは６０°以上とすることができる。 The breathable sheet in the present invention also preferably exhibits a deflection angle of 60° or more, particularly 75° or more. Here, the bending angle is defined as the deflection angle when the sample placed on the mounting surface of the table is slid on the mounting surface so as to protrude from the end position of the mounting surface of the table by 50 mm. It is an angle when the lower surface of the protruding portion of the sample is displaced downward with respect to the imaginary plane when extended from the plane, and the maximum angle is 90°. When the deflection angle is 60° or more, excellent drape properties are exhibited. When the bag body formed using the air-permeable sheet having excellent drapeability is used in the heat insulating structure of the present invention, the deflection angle of the heat insulating structure of the present invention is 30° or more. It is preferably 45° or more, particularly preferably 60° or more.
ここで、上記のような通気性シートの代わりに特許文献５記載のような外層袋を用いると、得られる断熱構造体が概して硬くなる。また、通気度が上記した範囲外の不織布で袋体を形成すると、後記するようにドレープ性が不良となる。以下、通気性シートを構成する材料や製造方法、特に不織布について、詳細に説明する。 Here, if an outer layer bag as described in Patent Document 5 is used instead of the air permeable sheet as described above, the obtained heat insulating structure generally becomes hard. Also, if the bag is made of a nonwoven fabric having an air permeability outside the above range, the drapeability will be poor as will be described later. In the following, the material and manufacturing method of the breathable sheet, particularly the nonwoven fabric, will be described in detail.
（繊維）
袋体の通気性シートが不織布から成る場合、不織布を構成する繊維に特に制限はなく、各種の有機繊維や無機繊維等、種々の公知の素材からなる繊維を使用することができる。有機繊維と無機繊維とが併用されていてもよい。但し、ドレープ性や発塵性を考慮すると、有機繊維から成る不織布が好ましい。
(fiber)
When the air-permeable sheet of the bag is made of nonwoven fabric, there is no particular limitation on the fibers that make up the nonwoven fabric, and fibers made of various known materials such as various organic fibers and inorganic fibers can be used. Organic fibers and inorganic fibers may be used in combination. However, in consideration of drapeability and dust generation, a nonwoven fabric made of organic fibers is preferable.
（有機繊維）
不織布を構成する有機繊維に特に制限はなく、種々の公知の素材からなる繊維を使用することができる。例として、ポリウレタン、ポリフッ化ビニリデン、ポリアクリロニトリル、ポリアミド、セルロースおよびセルロース誘導体、キチン、キトサン、シルク(フィブロイン、セリシン)、アラミド、ポリイミド、ポリアミック酸、ポリビニルアルコール、ポリエチレングリコール等の有機溶剤および水に溶解可能な高分子；並びに、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、ポリ乳酸、ポリフェニレンサルファイド等の熱溶融可能な高分子等から選択される素材の繊維を挙げることができるが、これらに限定されない。ポリアクリロニトリル、レーヨン、ピッチ等からなる繊維を熱処理して得られる、耐炎繊維や炭素繊維を使用することも可能である。これらの高分子１種のみからなる単一繊維であってもよく、複数種の高分子をブレンドした複合繊維であってもよい。また、繊維内部に無機ナノ粒子や金属ナノ粒子を含んでもよい。その他、必要に応じて、炭酸カルシウム、シリカ、カーボンブラック、酸化亜鉛、酸化チタン、アルミナ、クレー、タルク、カオリン等の充填剤；無機顔料、有機顔料、無機染料、有機染料等の色剤；さらには、例えば滑剤、カップリング剤、流動性改良材、酸化防止剤、紫外線吸収剤、難燃剤、安定剤、帯電防止剤等の各種添加剤が配合されていてもよい。
(organic fiber)
Organic fibers constituting the nonwoven fabric are not particularly limited, and fibers made of various known materials can be used. Examples include polyurethane, polyvinylidene fluoride, polyacrylonitrile, polyamide, cellulose and cellulose derivatives, chitin, chitosan, silk (fibroin, sericin), aramid, polyimide, polyamic acid, polyvinyl alcohol, polyethylene glycol, and other organic solvents and water. and heat-meltable polymers such as polypropylene, polyethylene, polyethylene terephthalate, polylactic acid, polyphenylene sulfide, etc., but not limited to these. It is also possible to use flame-resistant fibers and carbon fibers obtained by heat-treating fibers made of polyacrylonitrile, rayon, pitch, or the like. A single fiber consisting of only one of these polymers may be used, or a composite fiber obtained by blending a plurality of types of polymers may be used. Inorganic nanoparticles or metal nanoparticles may also be included inside the fibers. In addition, if necessary, fillers such as calcium carbonate, silica, carbon black, zinc oxide, titanium oxide, alumina, clay, talc, and kaolin; coloring agents such as inorganic pigments, organic pigments, inorganic dyes, and organic dyes; may contain various additives such as lubricants, coupling agents, fluidity improvers, antioxidants, UV absorbers, flame retardants, stabilizers and antistatic agents.
（無機繊維）
袋体の通気性シートが無機繊維で構成された不織布から成る場合、不織布を構成する無機繊維に特に制限はなく、種々の公知の素材からなる繊維を使用することができる。例として、ガラス繊維、アルミナ、シリカ、ステンレス、バサルトなどが挙げられるが、これらに限定されない。
(inorganic fiber)
When the air-permeable sheet of the bag is made of nonwoven fabric made of inorganic fibers, the inorganic fibers that make up the nonwoven fabric are not particularly limited, and fibers made of various known materials can be used. Examples include, but are not limited to, fiberglass, alumina, silica, stainless steel, basalt, and the like.
上記のような有機または無機高分子（または添加剤を含有する高分子組成物）を紡糸することにより、不織布を形成する繊維を製造することができる。勿論、各種紡糸法により製造された市販品を使用してもよい。紡糸法に特に制限はなく、例えば溶媒に溶解可能な有機高分子であれば、高分子溶液を紡糸口金から押し出して溶媒を揮発させる乾式紡糸法や、高分子溶液を紡糸口金から貧溶媒中に押し出す湿式紡糸法、熱溶融可能な高分子であれば、溶融させて防止口金を通す溶融紡糸法等、種々の公知の方法を選択することができる。汎用の紡糸装置を用いて所望の繊維を製造することが可能で、例えば繊維の断面形状を、丸型、楕円型、三角型、四角型、五角型などの多角型、星型、中空型などの種々の形状とすることができる。また、組成の異なる樹脂組成物や他種の樹脂組成物を含むサイドバイサイド、芯鞘構造を有する複合繊維であってもよい。海島構造の繊維を紡糸し、海成分を溶解し島成分のみを取り出した繊維であってもよい。 By spinning organic or inorganic polymers (or polymeric compositions containing additives) such as those described above, fibers that form nonwoven fabrics can be produced. Of course, commercial products manufactured by various spinning methods may also be used. The spinning method is not particularly limited. For example, if the organic polymer is soluble in a solvent, a dry spinning method in which a polymer solution is extruded from a spinneret to evaporate the solvent, or a polymer solution is poured into a poor solvent from a spinneret. Various known methods can be selected, such as a wet spinning method for extruding, and a melt spinning method for melting a polymer that can be melted and passing it through a preventive spinneret. It is possible to produce desired fibers using a general-purpose spinning device, for example, the cross-sectional shape of the fiber may be round, elliptical, triangular, square, polygonal such as pentagonal, star-shaped, hollow, etc. can be of various shapes. Moreover, it may be a conjugate fiber having a side-by-side or core-sheath structure containing resin compositions having different compositions or other types of resin compositions. A fiber obtained by spinning a sea-island structure fiber, dissolving the sea component, and extracting only the island component may be used.
繊維の平均繊維径は好ましくは１ｎｍ以上５μｍ以下の範囲であり、特に平均繊維径が１ｎｍ以上５μｍ以下の有機繊維が好ましい。平均繊維径は、さらには１０ｎｍ以上２．５μｍ以下、特に１００ｎｍ以上１μｍ以下の範囲内とすることが好ましいが、不織布の目付や厚さ、断熱構造体の用途や使用するエアロゲル粉粒体の平均粒径に応じて、所望の範囲から選定することができる。ここで、不織布が、例えば厚さが１０μｍ程度以下、特に１μｍ程度以下と薄い場合には、平均繊維径が１～５００ｎｍ程度、特に１０～３００ｎｍ程度の細い有機繊維を使用するのが好ましい。また、不織布が、例えば厚さが１０μｍ程度より厚く、あるいは目付量が１０ｇ／ｍ２程度よりも多いのものであれば、同一種または複数種の不織布を積層して使用することも可能である。 The average fiber diameter of the fibers is preferably in the range of 1 nm or more and 5 μm or less, and organic fibers having an average fiber diameter of 1 nm or more and 5 μm or less are particularly preferable. The average fiber diameter is preferably in the range of 10 nm or more and 2.5 μm or less, particularly 100 nm or more and 1 μm or less, but the basis weight and thickness of the nonwoven fabric, the use of the heat insulating structure and the average of the airgel powder to be used It can be selected from a desired range depending on the particle size. Here, when the nonwoven fabric has a thickness of about 10 μm or less, particularly about 1 μm or less, for example, it is preferable to use thin organic fibers having an average fiber diameter of about 1 to 500 nm, particularly about 10 to 300 nm. In addition, if the nonwoven fabric has a thickness of more than about 10 μm or a basis weight of more than about 10 g/m 2 , it is possible to use the same type or multiple types of nonwoven fabrics by laminating them. .
（不織布）
本発明の断熱構造体が有する袋体は、好ましくは上記のような繊維、特に有機繊維からなる不織布で形成される。ここで、不織布としては目付量（単位面積当たりの質量）が０．１ｇ／ｍ２以上１００ｇ／ｍ２以下の範囲のものを用いるが、所望の素材や厚さのどのような不織布をも使用することができる。素材とする高分子や繊維径等の異なる、複数種の有機繊維からなる不織布であってもよい。また、エレクトロスピニング法、スパンボンド法、メルトブロー法、フラシュ紡糸法等、公知のどのような方法で製造された不織布であってもよい。セルロール、パルプ、及び／または上記したような有機繊維もしくは無機繊維から、紙漉きの手法で不織布を製造することもできる。なお、本発明での不織布には、紙も包含する。細径繊維の製造が容易な点からは、エレクトロスピニング法が好ましい。
(Nonwoven fabric)
The bag of the heat-insulating structure of the present invention is preferably made of nonwoven fabric made of the above fibers, especially organic fibers. Here, the nonwoven fabric used has a basis weight (mass per unit area) in the range of 0.1 g/m 2 or more and 100 g/m 2 or less, but any nonwoven fabric having a desired material and thickness can be used. can do. It may be a nonwoven fabric composed of a plurality of types of organic fibers having different polymer materials, different fiber diameters, and the like. Moreover, it may be a nonwoven fabric manufactured by any known method such as an electrospinning method, a spunbond method, a meltblowing method, a flash spinning method, or the like. Nonwoven fabrics can also be made from cellulose, pulp, and/or organic or inorganic fibers such as those described above by the technique of making paper. In addition, paper is also included in the nonwoven fabric in this invention. The electrospinning method is preferable from the viewpoint of easy production of fine-diameter fibers.
エレクトロスピニング法とは、荷電したポリマーから繊維化する方法で、繊維化工程で繊維同士が交絡することにより、不織布のシートが形成される。また、スパンボンド不織布は通常、紡糸した繊維を直接シート状物（ウェブ）に加工し、このウェブの繊維を結合して製造される。例えば、紡出されたフィラメントを捕集ベルト上に集めて、所定の厚さに堆積させてウェブまたはスパンボンド不織布とすることができる。通常はこうして得られたウェブを、バインダーを用いる化学的結合法、熱による結合法、および機械的結合法等によって結合・交絡処理する。ここで、化学的結合に用いられるバインダーとしては、アクリル系、ビニル系、ウレタン系、ポリエステル系、ブタジエン系等のエマルジョンや、ポリオレフィン、エチレン・酢酸ビニル共重合体、低融点ポリアミド樹脂、飽和ポリエステル樹脂、スチレン・ブタジエン共重合体等のホットメルトタイプの粉末樹脂が一般に用いられるが、本発明で使用する不織布は、これらいずれの樹脂で結合されたものであってもよい。 The electrospinning method is a method of forming fibers from a charged polymer, and a sheet of non-woven fabric is formed by entangling fibers in the fiber forming process. Also, spunbond nonwoven fabrics are usually produced by directly processing spun fibers into a sheet-like material (web) and bonding the fibers of this web. For example, spun filaments can be collected on a collection belt and deposited to a predetermined thickness into a web or spunbond nonwoven. Generally, the web thus obtained is bonded and entangled by chemical bonding using a binder, thermal bonding, mechanical bonding, and the like. Binders used for chemical bonding include acrylic, vinyl, urethane, polyester, butadiene emulsions, polyolefins, ethylene/vinyl acetate copolymers, low-melting polyamide resins, and saturated polyester resins. Hot-melt type powder resins such as styrene-butadiene copolymers are generally used, and the nonwoven fabric used in the present invention may be bonded with any of these resins.
（２－２）不織布の特性
本発明で使用する不織布は、上記のように目付量が０．１ｇ／ｍ２以上１００ｇ／ｍ２以下の範囲であり、好ましくは０．５ｇ／ｍ２以上５０ｇ／ｍ２以下、さらに好ましくは１ｇ／ｍ２以上３０ｇ／ｍ２以下、特に好ましくは１～１０ｇ／ｍ２の範囲である。しかしながら好ましい目付量は、使用するエアロゲル粉粒体の平均粒径や不織布の厚さ、断熱構造体の用途等に応じて、所望の範囲から選定することができる。
(2-2) Characteristics of nonwoven fabric The nonwoven fabric used in the present invention has a basis weight in the range of 0.1 g/m 2 or more and 100 g/m 2 or less, preferably 0.5 g/m 2 or more and 50 g. /m 2 or less, more preferably 1 g/m 2 or more and 30 g/m 2 or less, particularly preferably 1 to 10 g/m 2 . However, a preferable basis weight can be selected from a desired range according to the average particle diameter of the airgel powder or grains to be used, the thickness of the nonwoven fabric, the application of the heat insulating structure, and the like.
本発明で使用する不織布はまた、上記のように０．１ｃｍ３／（ｃｍ２・ｓ）以上５０ｃｍ３／（ｃｍ２・ｓ）以下、特に０．３ｃｍ３／（ｃｍ２・ｓ）程度以上の通気度を有する。ここでの通気性は、上記した通気性試験（ＪＩＳ Ｌ １０９６）Ａ法を用いて評価することができる。不織布の厚さにも特に制限はなく、目付量により決定される厚みのものを使用することができる。しかしながら、厚さが１～１００μｍ程度、中でも２～５０μｍ程度、特に５～２５μｍ程度の不織布が好ましい。厚さが１００μｍ程度以下であれば、断熱構造体は十分なドレープ性を発現する。また、厚さが０．１μｍ程度以上であれば、粉落ちが十分に抑制され、かつ十分な通気性を確保することができる。 The nonwoven fabric used in the present invention also has a thickness of 0.1 cm 3 /(cm 2 ·s) or more and 50 cm 3 /(cm 2 ·s) or less, particularly about 0.3 cm 3 /(cm 2 ·s) or more as described above. air permeability. The air permeability here can be evaluated using the air permeability test (JIS L 1096) A method described above. The thickness of the nonwoven fabric is not particularly limited, and a thickness determined by the weight per unit area can be used. However, a nonwoven fabric having a thickness of about 1 to 100 μm, more preferably about 2 to 50 μm, especially about 5 to 25 μm is preferred. If the thickness is about 100 μm or less, the heat insulating structure exhibits sufficient drape properties. In addition, when the thickness is about 0.1 μm or more, powder fall-off can be sufficiently suppressed and sufficient air permeability can be ensured.
なお、本発明で使用する不織布は、撥水や制電性付与等の加工処理が施されていてもよい。撥水処理によって、水や油などが浸透し難くなり、耐汚染性も高いものとなる。本発明の断熱構造体は、撥水性や制電性を備えることにより、例えば被覆類等の用途に特に適したものとなる。また、制電性を付すことにより、工場等、特に溶剤を多用する塗装工場等での使用に、より適したものとすることができる。撥水処理は、例えばフッ素系もしくはシリコーン系撥水剤等の加工剤を塗布することにより、または予め撥水剤を添加剤として高分子原料に混ぜ合わせて不織布を成形することにより、行うことができる。制電性は、例えば脂肪酸エステルや第４級アンモニウム塩等の制電性付与剤を塗布する方法や、添加剤として高分子原料に混ぜ合わせて不織布を成形する方法等によって、付与することができる。不織布にはまた、断熱構造体の用途に応じて、親水加工、ギア加工、印刷、塗布、賦型加工、プレス加工などの二次加工が施されていてもよい。例えば不織布に所望の模様等を印刷し、断熱性を有する衣料品として使用することもできる。 The nonwoven fabric used in the present invention may be processed to impart water repellency, antistatic properties, or the like. The water-repellent treatment makes it difficult for water and oil to permeate, and also increases stain resistance. The water repellency and antistatic properties of the insulating structure of the present invention make it particularly suitable for applications such as coverings. In addition, by imparting antistatic properties, it can be made more suitable for use in factories and the like, particularly in painting factories and the like where solvents are frequently used. The water-repellent treatment can be carried out by applying a finishing agent such as a fluorine-based or silicone-based water-repellent agent, or by pre-mixing a water-repellent agent as an additive with a polymer raw material and forming a nonwoven fabric. can. Antistatic property can be imparted by, for example, a method of applying an antistatic agent such as a fatty acid ester or a quaternary ammonium salt, or a method of forming a nonwoven fabric by mixing an additive with a polymer raw material. . The nonwoven fabric may also be subjected to secondary processing such as hydrophilic processing, gear processing, printing, coating, shaping processing, and press processing, depending on the application of the heat insulating structure. For example, a desired pattern or the like can be printed on a non-woven fabric, and the non-woven fabric can be used as a heat-insulating clothing item.
（好ましい通気性シート・不織布）
本発明のより好ましい態様においては、通気性シートは、上記のような通気性と撓み角度を有し、単位面積当たりの質量が０．１ｇ／ｍ２以上１００ｇ／ｍ２以下の範囲である。さらに好ましくは、空隙率が４０％以上の、特に８０％以上の通気性シートを使用する。一般に高空隙率のシートほど断熱性やドレープ性に優れるので、本発明の断熱構造体における袋体の素材として適している。また、上記のような繊維径の繊維で形成された不織布を使用するのが好ましい。微細な繊維径の繊維により形成される不織布は柔軟で、断熱構造体は特にしなやかでドレープ性に優れるものとなる。中でも、繊維径が１～１０００ｎｍ、特に１００～５００ｎｍで目付量が０．１～１００ｇ／ｍ２、特に１～１０ｇ／ｍ２のエレクトロスピニング法で製造された不織布を使用する。これら不織布は公知であり、例えば株式会社ナフィアスから、ＮａｆｉａＳの商標名で市販もされている。
(Preferable breathable sheet/non-woven fabric)
In a more preferred embodiment of the present invention, the air-permeable sheet has air permeability and deflection angle as described above, and has a mass per unit area of 0.1 g/m 2 or more and 100 g/m 2 or less. More preferably, a breathable sheet with a porosity of 40% or more, particularly 80% or more is used. In general, the higher the porosity of the sheet, the better the heat insulation and drapeability, and therefore, the sheet is suitable as the material for the bag in the heat insulation structure of the present invention. In addition, it is preferable to use a nonwoven fabric formed of fibers having the fiber diameter as described above. A non-woven fabric formed of fibers having a fine fiber diameter is flexible, and the heat insulating structure is particularly flexible and excellent in drapeability. Among them, a nonwoven fabric manufactured by an electrospinning method having a fiber diameter of 1 to 1000 nm, particularly 100 to 500 nm, and a basis weight of 0.1 to 100 g/m 2 , particularly 1 to 10 g/m 2 is used. These non-woven fabrics are known and are also commercially available, for example, from NafiaS Co., Ltd. under the trade name NafiaS.
（３）断熱構造体
本発明の断熱構造体は、上記のような袋体と、その内部の閉鎖空間に充填されたエアロゲル粉粒体とを有する。袋体内部へのエアロゲル粉粒体の充填方法には特に制限はなく、慣用の方法で充填することができる。例えば１枚の不織布を中央で折り曲げて両側部を熱融着またはバインダー等で接着して袋状とし、所望の量のエアロゲル粉粒体を充填した後に、袋状物の開口部を熱融着またはバインダー等で接着することにより、本発明の断熱構造体とすることができる。
(3) Heat Insulation Structure The heat insulation structure of the present invention has the bag as described above and the airgel granules filled in the closed space inside the bag. There is no particular limitation on the method of filling the airgel powder into the bag, and it can be filled by a conventional method. For example, one sheet of nonwoven fabric is folded in the center and both sides are heat-sealed or bonded with a binder or the like to form a bag, and the desired amount of airgel powder is filled, and then the opening of the bag is heat-sealed. Alternatively, by bonding with a binder or the like, the heat insulating structure of the present invention can be obtained.
本発明の断熱構造体において、袋体内部の閉鎖空間に充填されるエアロゲル粉粒体の量に特に制限はないが、袋体の一方の主面１ｍ２当たり１～５０００ｇ程度の量を充填することが好ましい。充填量がこれより少ないと、断熱性が不十分となる場合があり、また、充填量がこれより多いと、ドレープ性が不十分となる可能性がある。このようにエアロゲル粉粒体の充填量は、袋体の面積、特に断熱構造体における一番広い面（主面）片側の面積に対するエアロゲル粉粒体量で表され、単位はｇ／ｍ２である。エアロゲル粉粒体の充填量は、より好ましくは５～２０００ｇ／ｍ２、特に好ましくは１０～５００ｇ／ｍ２である。なお、袋体内部の閉鎖空間中には、エアロゲル粉粒体の他に、高分子等のバインダーや他種の断熱材、さらには香料や抗菌剤等の添加剤を充填してもよいが、添加剤によってはエアロゲルが本来有する通気性や断熱性を低下させる場合があるので、バインダー不含の断熱構造体とするのが好ましい。 In the heat-insulating structure of the present invention, there is no particular limitation on the amount of airgel granules filled in the closed space inside the bag, but an amount of about 1 to 5000 g per 1 m 2 of one main surface of the bag is filled. is preferred. Lesser loadings may result in poor insulation and greater loadings may result in poor drape. Thus, the filling amount of airgel granules is represented by the amount of airgel granules with respect to the area of the bag, particularly the area of one side of the widest surface (main surface) in the heat insulating structure, and the unit is g / m 2 . be. The filling amount of the airgel powder is more preferably 5-2000 g/m 2 , particularly preferably 10-500 g/m 2 . In addition to the airgel granules, the closed space inside the bag may be filled with binders such as polymers, other types of heat insulating materials, and additives such as fragrances and antibacterial agents. Depending on the additive, air permeability and heat insulating properties inherent in the airgel may be lowered, so it is preferable to use a heat insulating structure that does not contain a binder.
上記のような本発明の断熱構造体は、優れた断熱性を示し、その熱伝導率は、概して小さく、例えば５～６０ｍＷ／（ｍ・Ｋ）程度となる。また、本発明の好適な断熱構造体は、熱伝導率を４０ｍＷ／（ｍ・Ｋ）以下、さらには、２５ｍＷ／（ｍ・Ｋ）以下とすることが可能であり、極めて優れた断熱性が発現する。 The heat insulating structure of the present invention as described above exhibits excellent heat insulating properties, and its thermal conductivity is generally small, for example, about 5 to 60 mW/(m·K). In addition, the preferred heat insulating structure of the present invention can have a thermal conductivity of 40 mW/(mK) or less, further 25 mW/(mK) or less, and has extremely excellent heat insulation properties. Express.
本発明の断熱構造体はまた、ドレープ性に優れ、例えば別の部材上に静置すると、その部材の形状にほぼ沿うように撓ませることができる。そのため、特に衣料用の断熱材として好適である。なお、ドレープとはインテリアの専門用語の一つで、一般に繊維が自重によってたれ下る変形現象を指し、繊維製品が対象物にフィットする度合い、柔軟性を表す。ドレープ性は例えば、断熱構造体試料を机等の台の載置面上に、一部がその台からはみ出すように置いたとき、試料（断熱構造体）が台の端部で下方にどのくらい撓むか、撓み角度を測定することによって評価することができる。ここで、撓み角度とは、台の載置面から延長したときの仮想面に対する、台の端部からはみ出した試料部分の中央部の下面の角度であり、試料部分の中央部の下面が、台の側面に接触するまで撓めば９０°、台の載置面から延長したときの仮想面上に位置したままの状態で撓まなければ０°となる。本発明の断熱構造体は、通常３０°以上、典型的には４５°以上、特に６０°以上の撓み角度を示す。 The insulating structure of the present invention also drapes well, for example, when placed on another member, it can be flexed to substantially conform to the shape of that member. Therefore, it is particularly suitable as a heat insulating material for clothes. Drape is one of the technical terms for interiors, and generally refers to a deformation phenomenon in which fibers hang down due to their own weight, and expresses the degree to which a textile product fits an object and its flexibility. For example, when a heat insulating structure sample is placed on the mounting surface of a table such as a desk so that a portion of the sample (insulating structure) protrudes from the table, the drapeability is measured by how much the sample (insulating structure) bends downward at the edge of the table. Rather, it can be evaluated by measuring the deflection angle. Here, the deflection angle is the angle of the lower surface of the central portion of the sample portion protruding from the edge of the table with respect to the virtual plane when extended from the mounting surface of the table, and the lower surface of the central portion of the sample portion If it bends until it contacts the side surface of the table, it bends 90 degrees, and if it does not bend while it is positioned on the imaginary plane when it is extended from the mounting surface of the table, it bends 0 degrees. The insulating structure of the invention usually exhibits a deflection angle of 30° or more, typically 45° or more, especially 60° or more.
本発明の断熱構造体は通気性のある袋体を有するので、エアロゲル粉粒体間の空気が袋体内に閉じ込められて断熱構造体の形状の自由度を損なうことがなく、断熱構造体全体が重力や外力に応じて容易に変形する。またエアロゲルは、その高い空隙率と粘弾性から、重力や外力に応じて自由に変形させることができるという特徴をもち、圧縮によって密度、空隙率を変えることができる。極めて良好なドレープ性をもつ袋体を用いることで、重力や外力に応じて自由に変形する、というエアロゲルの特徴を発現することができるため、この断熱構造体は圧縮などにより自由に密度を変えることが可能である。本発明は、極めて良好なドレープ性をもつ袋体と、重力や外力に応じて自由に変形するというエアロゲルとを組み合わせることによって、断熱構造体全体が外力に柔軟に追随して変形するという特徴を持つ。なお、本発明の断熱構造体においては、袋体が通気性と共に上記のような目付量等の特性を有するため、袋体の内部に充填したエアロゲル粉粒体の一部が、外部からの荷重等によって仮に粉砕してしまった結果、粒径が小さいエアロゲル粉粒体の粉砕物が新たに生じたとしても、それらの粉砕物が袋体から漏れ出ることは実質的にない。 Since the heat insulating structure of the present invention has a breathable bag, the air between the airgel particles is not trapped in the bag and the degree of freedom in the shape of the heat insulating structure is not impaired. Easily deforms according to gravity and external forces. In addition, due to its high porosity and viscoelasticity, airgel has the characteristic of being able to be freely deformed according to gravity and external forces, and its density and porosity can be changed by compression. By using a bag with an extremely good drape property, it is possible to express the characteristic of airgel that it can be freely deformed according to gravity and external force. It is possible. The present invention is characterized in that the entire heat insulating structure flexibly deforms according to the external force by combining a bag having an extremely good drape property and an airgel that can be freely deformed according to gravity and external force. have In addition, in the heat insulating structure of the present invention, since the bag has characteristics such as the above-mentioned basis weight as well as air permeability, part of the airgel powder filled inside the bag is not affected by external load Even if pulverized airgel particles having a small particle size are newly generated as a result of pulverization by such as, these pulverized materials do not substantially leak out of the bag.
本発明の断熱構造体はまた、粉落ちが殆ど生じない利点を有する。例えば本発明の断熱構造体を、エアロゲル粉粒体を通過させないチャック付きポリ袋に入れてチャックを閉めた後に台上に置き、前記台から１００ｍｍの高さ位置から１５０ｇの質量の分銅を自由落下させてポリ袋の上面を１００回繰り返しタップした後に測定すると、袋体内のエアロゲルが袋体を通過してチャック付きポリ袋に漏れ出たときの漏出量が、袋体に充填されたときのエアロゲルの全体質量に対する質量割合にして、通常０．１質量％未満、特に０．０５質量％以下、典型的には０．０１質量％以下となる。そのため、粉塵による呼吸器疾患や周辺装置への悪影響等を防止できる利点がある。 The insulating structure of the present invention also has the advantage of virtually no powder shedding. For example, the heat insulating structure of the present invention is put in a plastic bag with a zipper that does not allow airgel particles to pass through, and after closing the zipper, it is placed on a table, and a weight with a mass of 150 g is freely dropped from a height of 100 mm from the table. When measured after repeatedly tapping the upper surface of the plastic bag 100 times, the amount of leakage when the airgel in the bag passes through the bag and leaks into the plastic bag with a zipper is the amount of airgel when the bag is filled. is usually less than 0.1% by mass, particularly 0.05% by mass or less, and typically 0.01% by mass or less as a percentage by mass of the total mass of Therefore, there is an advantage that it is possible to prevent respiratory diseases and adverse effects on peripheral devices due to dust.
本発明の断熱構造体において、袋体は、単位面積当たりの質量が０．１ｇ／ｍ２以上１００ｇ／ｍ２以下の通気性シートで形成されているため、低密度で、その内部に充填されているエアロゲル粉粒体も極めて低密度である。そのため、本発明の断熱構造体は、嵩比重が概して０．０３～０．５０ｇ／ｃｍ３程度、特に０．０５～０．３０ｇ／ｃｍ３程度と、通常のセラミックス等の従来の無機断熱材に比べてはるかに軽量となる。 In the heat insulating structure of the present invention, the bag is made of a breathable sheet having a mass per unit area of 0.1 g/m 2 or more and 100 g/m 2 or less. The airgel granules that are used also have extremely low densities. Therefore, the heat insulating structure of the present invention has a bulk specific gravity of generally about 0.03 to 0.50 g/cm 3 , particularly about 0.05 to 0.30 g/cm 3 , which is similar to conventional inorganic heat insulating materials such as ordinary ceramics. much lighter than the
以上のように本発明の断熱構造体は、断熱性、ドレープ性、および通気性や透湿性に優れ、しかも粉落ちが殆ど生じない利点を有する。そのため、例えば衣料用断熱材として用いられた際に、良好な保温性や風合いが発現する上、湿気のこもりや脱落した粉塵による不快感が生じ難い利点がある。しかも本発明の断熱構造体は概して軽量なので、衣料用の断熱材等として最適である。本発明の断熱構造体はまた、そのドレープ性・追随性を生かし、住宅や工場、自動販売機等における保温・保冷用パイプ等、サイズの小さな、あるいは入り組んだ構造の部材の断熱材として使用することもできる。本発明の断熱構造体は粉落ちし難いので、食品工場や半導体工場のようなクリーン度の要求される用途での使用にも好適である。 As described above, the heat insulating structure of the present invention is excellent in heat insulating properties, drape properties, air permeability and moisture permeability, and has the advantage of hardly causing powder falling off. Therefore, when it is used as a heat insulating material for clothing, for example, it exhibits good heat retention and texture, and has the advantage of being less likely to cause discomfort due to moisture retention and falling dust. Moreover, since the heat insulating structure of the present invention is generally lightweight, it is most suitable as a heat insulating material for clothes. The insulating structure of the present invention can also be used as a heat insulating material for small-sized or intricate structural members such as heat and cold insulation pipes in houses, factories, vending machines, etc., taking advantage of its drape and followability. can also Since the heat insulating structure of the present invention does not easily fall off, it is suitable for use in applications requiring a high level of cleanliness, such as food factories and semiconductor factories.
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。 What has been described above merely shows examples of embodiments 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 will be specifically described below. The evaluation was conducted in an atmosphere of 23° C. and 50% RH unless otherwise specified.
＜実施例１＞
（袋体の調製）
エアロゲル粉粒体は、ティエムファクトリ株式会社製のエアロゲルパウダー（平均粒径：６０μｍ）を用いた。袋体は、繊維径が約２００ｎｍのポリウレタン製の有機繊維を用いて形成した、サイズ：長さ２００ｍｍ×幅２００ｍｍ×厚さ１５μｍの不織布（ＮａｆｉａＳ（株式会社ナフィアス製、ポリウレタン繊維の不織布、目付量５ｇ／ｍ２、通気度０．３ｃｍ３／（ｃｍ２・ｓ））を、長さ方向に沿うように中央位置で折り曲げて長方形の平面形状とした後、折り曲げ部の辺以外の残りの３辺の端部のうち、一の長辺の端部と一の短辺の端部をヒートシールし、他の短辺の端部は、ヒートシールせずに開口する袋体を形成した。
<Example 1>
(Preparation of bag)
Airgel powder (average particle size: 60 µm) manufactured by Thiem Factory Co., Ltd. was used as the airgel powder. The bag is formed using polyurethane organic fibers with a fiber diameter of about 200 nm. Size: non-woven fabric (NafiaS (manufactured by Nafia Co., Ltd., polyurethane fiber non-woven fabric, basis weight 5 g/m 2 , air permeability 0.3 cm 3 /(cm 2 s)) is folded at the center position along the length direction to form a rectangular planar shape, and then the remaining 3 parts other than the sides of the folded part Of the ends of the sides, one long side end and one short side end were heat-sealed, and the other short side ends were not heat-sealed to form an open bag body.
（断熱構造体の調製）
上記の開口から袋体にエアロゲルパウダー２．０ｇを充填した後に、開口する袋体の端部をヒートシールして袋体を密閉し、本発明に従う断熱構造体を調製した。なお、この断熱構造体は板状で、主面のサイズに比べて厚さは概ね無視できる程度であったため、エアロゲル粉粒体の充填量は（２．０ｇ／（０．２ｍ×０．１ｍ）＝）１００ｇ／ｍ２と表される。
(Preparation of heat insulating structure)
After filling 2.0 g of the airgel powder into the bag through the opening, the opening end of the bag was heat-sealed to seal the bag, thereby preparing a heat insulating structure according to the present invention. In addition, since this heat insulating structure was plate-shaped and the thickness was almost negligible compared to the size of the main surface, the filling amount of the airgel powder was (2.0 g / (0.2 m × 0.1 m ) =) 100 g/m 2 .
（断熱性評価）
上記で得られた断熱構造体について、ティエムファクトリ株式会社製の熱伝導率測定器（ＨＦＭ法）にて熱伝導率を測定した。測定結果を、後記する表１に示す。
(Heat insulation evaluation)
The thermal conductivity of the heat insulating structure obtained above was measured with a thermal conductivity measuring device (HFM method) manufactured by Thiem Factory Co., Ltd. The measurement results are shown in Table 1 below.
＜実施例２～３＞
実施例２は、袋体にエアロゲルパウダー５．０ｇを充填し、エアロゲル粉粒体の充填量を２５０ｇ／ｍ２とし、また、実施例３は、袋体にエアロゲルパウダー１０．０ｇを充填し、エアロゲル粉粒体の充填量を５００ｇ／ｍ２としたこと以外は、実施例１と同様に断熱構造体を調製し、熱伝導率を測定した。測定結果を、後記する表１に示す。
<Examples 2-3>
In Example 2, the bag is filled with 5.0 g of airgel powder, and the filling amount of airgel powder is 250 g / m 2. In Example 3, the bag is filled with 10.0 g of airgel powder, A heat insulating structure was prepared in the same manner as in Example 1, except that the filling amount of the airgel powder was 500 g/m 2 , and the thermal conductivity was measured. The measurement results are shown in Table 1 below.
＜実施例４＞
５．０ｇのエアロゲルパウダーと、３０ｍｌのバインダー（富士フイルム和光純薬(株)社製ポリアクリル酸溶液（約２５％）８０００～１２０００）とを混合した混合物を、袋体に充填したこと以外は、実施例１と同様に断熱構造体を調製し、熱伝導率を測定した。測定結果を、後記する表１に示す。
<Example 4>
A mixture of 5.0 g of airgel powder and 30 ml of binder (Fuji Film Wako Pure Chemical Co., Ltd. polyacrylic acid solution (about 25%) 8000 to 12000) was filled in the bag except that , a heat insulating structure was prepared in the same manner as in Example 1, and the thermal conductivity was measured. The measurement results are shown in Table 1 below.
＜比較例１＞
断熱構造体として、市販の断熱材（住友理工株式会社製の商品名ファインシュライト、ウレタン樹脂エマルジョンなどをエアロゲルと練り込んだもの）を用い、実施例１と同様にして熱伝導率を測定した。但し、本比較例の試料は厚さが２ｍｍと薄いので、６枚重ねて測定に付した。測定結果を、後記する表１に示す。
<Comparative Example 1>
As the heat insulating structure, a commercially available heat insulating material (trade name Fine Schlite manufactured by Sumitomo Riko Co., Ltd., urethane resin emulsion or the like kneaded with airgel) was used, and the thermal conductivity was measured in the same manner as in Example 1. . However, since the sample of this comparative example has a thin thickness of 2 mm, 6 sheets were piled up and subjected to the measurement. The measurement results are shown in Table 1 below.
表１に示す結果より、本発明の規定を満たす不織布で形成された袋体中にエアロゲル粉粒体を有する実施例１～４の断熱構造体は、いずれもバインダーで固めた比較例１の断熱材に比べ、熱伝導率の数値が低く、断熱性に優れることが明らかとなった。特に、エアロゲル粉粒体充填量を２５０ｇ／ｍ２とした実施例２の断熱構造体は、熱伝導率が１５．５ｍＷ／（ｍ・Ｋ）と低く、エアロゲル自体の熱伝導率の数値（１２～１４ｍＷ／（ｍ・Ｋ））に近い数値を示した。これらの他、実施例２と実施例４の結果より、本発明の断熱構造体においては、袋体内部の閉鎖空間中にはエアロゲル粉粒体のみを充填するのが好ましいことが判明した。 From the results shown in Table 1, the heat insulating structures of Examples 1 to 4 having airgel granules in a bag made of a nonwoven fabric that satisfies the provisions of the present invention are all the heat insulation of Comparative Example 1 solidified with a binder. Compared to other materials, the numerical value of thermal conductivity is low, and it has become clear that it is excellent in heat insulation. In particular, the thermal insulation structure of Example 2, in which the airgel powder filling amount is 250 g/m 2 , has a low thermal conductivity of 15.5 mW / (m K), and the numerical value of the thermal conductivity of the airgel itself (12 ~14 mW/(m·K)). In addition to these, from the results of Examples 2 and 4, it was found that in the heat insulating structure of the present invention, it is preferable to fill only the airgel powder in the closed space inside the bag.
＜実施例５＞
実施例１で調製した断熱構造体を、チャック付きポリ袋（株式会社生産日本社製ジッパーバッグ）に入れてチャックを閉めた後に台上に置き、前記台から１００ｍｍの高さ位置から１５０ｇの質量の分銅を自由落下させてポリ袋の上面を１００回繰り返しタップした。タップ操作後、袋体を通過してチャック付きポリ袋に漏れ出たエアロゲルは、観察されなかった。質量の変化を計測したところ、０．０ｍｇであった。本発明に従う断熱構造体は、粉落ちを殆ど生じないことが示された。
<Example 5>
The heat insulating structure prepared in Example 1 is put in a plastic bag with a zipper (zipper bag manufactured by Seisan Nihon Co., Ltd.), the zipper is closed, and then placed on a table, and a mass of 150 g is placed at a height of 100 mm from the table. weight was allowed to fall freely and the upper surface of the plastic bag was repeatedly tapped 100 times. After the tapping operation, no airgel was observed that passed through the bag and leaked into the zippered plastic bag. When the change in mass was measured, it was 0.0 mg. Insulation structures according to the present invention have been shown to produce very little shedding.
＜実施例６＞
エアロゲルの充填量を２０ｇ／ｍ２（ａ）、５０ｇ／ｍ２（ｂ）、１００ｇ／ｍ２（ｃ）、２５０ｇ／ｍ２（ｄ）として実施例１と同一の操作で断熱構造体を作製し、それぞれのドレープ性を評価した。
<Example 6>
A heat insulating structure was produced by the same operation as in Example 1 with the filling amount of airgel set to 20 g/m 2 (a), 50 g/m 2 (b), 100 g/m 2 (c), and 250 g/m 2 (d). and each drape property was evaluated.
（ドレープ性評価）
ドレープ性は、断熱構造体試料を台の端部に静置した際の撓み度合いで評価した。各試料を机上に置き、該机の載置面の端位置から試料の長手方向に５０ｍｍだけはみ出すように載置面上をスライド移動させ（机上には長さ１５０ｍｍの部分を積載し）、前記載置面から延長したときの仮想面に対して、前記断熱構造体のはみ出した部分の下面が下方に変位したときの撓み角度を計測した（図１（ａ）参照）。なお、この撓み角度は、断熱構造体試料が完全に撓めば９０°、全く撓まなければ０°となる。評価結果を、後記する表２及び図１に示す。
(Drapability evaluation)
The drape property was evaluated by the degree of deflection when the heat insulating structure sample was left at rest on the edge of the table. Each sample is placed on a desk, and slid on the mounting surface so as to protrude by 50 mm in the longitudinal direction of the sample from the end position of the mounting surface of the desk (a portion of 150 mm in length is loaded on the desk), and the front A deflection angle was measured when the lower surface of the protruding portion of the heat insulating structure was displaced downward with respect to a virtual plane when extended from the mounting surface (see FIG. 1(a)). This bending angle is 90° if the heat insulating structure sample is completely bent, and 0° if it is not bent at all. Evaluation results are shown in Table 2 and FIG. 1 below.
＜比較例２＞
袋体の素材としてＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）繊維の不織布（旭化成株式会社製のエルタス（登録商標）、繊維径約２０μｍ、目付量２０ｇ／ｍ２、通気度５５００ｃｍ３／（ｃｍ２・ｓ））を使用した以外は、実施例６（ｄ）と同一の操作で断熱構造体を作製した。得られた断熱構造体試料について、実施例６と同一の評価を行った。評価結果を、後記する表２及び図２に示す。
<Comparative Example 2>
Non-woven fabric of PET (polyethylene terephthalate) fiber (Eltas (registered trademark) manufactured by Asahi Kasei Corporation, fiber diameter of about 20 μm, basis weight of 20 g/m 2 , air permeability of 5500 cm 3 /(cm 2 s)) was used as the material of the bag. A heat insulating structure was produced by the same operation as in Example 6(d), except that it was used. The same evaluation as in Example 6 was performed on the obtained heat insulating structure sample. Evaluation results are shown in Table 2 and FIG. 2 to be described later.
＜比較例３＞
袋体として０．０８ｍｍ厚のＰＥ（ポリエチレン）袋を使用した以外は、実施例６（ｄ）と同一の操作で断熱構造体を作製した。得られた断熱構造体試料について、実施例６と同一の評価を行った。評価結果を、後記する表２及び図３に示す。
<Comparative Example 3>
A heat insulating structure was produced in the same manner as in Example 6(d) except that a PE (polyethylene) bag having a thickness of 0.08 mm was used as the bag. The same evaluation as in Example 6 was performed on the obtained heat insulating structure sample. Evaluation results are shown in Table 2 and FIG. 3 to be described later.
繊維径及び目付量が本発明の規定を満たす不織布を有する実施例６（ａ）～（ｄ）の断熱構造体は、いずれも優れたドレープ性を示し、エアロゲル充填量が２５０ｇ／ｍ２と高い実施例６（ｄ）の試料でも７０°を超える撓み角度となった。一方、繊維径約２０μｍ、目付量２０ｇ／ｍ２、通気度５５００ｃｍ３／（ｃｍ２・ｓ）のＰＥＴ繊維不織布を袋体とする比較例２の試料では撓み角度は３°であり、ＰＥ袋を袋体とする比較例３の試料は殆ど撓まなかった。これらの結果から、実施例６（ａ）～（ｄ）の断熱構造体は、いずれもドレープ性に優れていることがわかる。 The heat insulating structures of Examples 6 (a) to (d), which have nonwoven fabrics whose fiber diameter and basis weight satisfy the provisions of the present invention, all exhibit excellent drapeability and have a high airgel loading of 250 g/m 2 . The sample of Example 6(d) also resulted in a bending angle exceeding 70°. On the other hand, the sample of Comparative Example 2, in which the PET fiber nonwoven fabric having a fiber diameter of about 20 μm, a basis weight of 20 g/m 2 , and an air permeability of 5500 cm 3 /(cm 2 ·s) is used as the bag body, has a deflection angle of 3°, and the PE bag The sample of Comparative Example 3, in which the bag body was From these results, it can be seen that the heat insulating structures of Examples 6(a) to (d) are all excellent in drape properties.
以上の実施例より、本発明の断熱構造体は、断熱性及びドレープ性に優れ、しかも粉落ちが殆ど生じない利点を有することが示された。 From the above examples, it was shown that the heat insulating structure of the present invention is excellent in heat insulating properties and drape properties, and has the advantage of hardly causing powder falling off.
Claims (7)
前記袋体の内部の閉鎖空間に充填されたエアロゲル粉粒体と
を有し、
前記エアロゲル粉粒体は、平均粒径が５００ｎｍ以上の範囲であり、
前記袋体は、前記通気性シートの通気度が０．１ｃｍ３／（ｃｍ２・ｓ）以上５０ｃｍ３／（ｃｍ２・ｓ）以下の範囲であり、前記通気性シートの単位面積当たりの質量が０．１ｇ／ｍ２以上１００ｇ／ｍ２以下の範囲である、断熱構造体。 a bag formed using a breathable sheet;
and an airgel granule filled in a closed space inside the bag,
The airgel powder has an average particle size of 500 nm or more,
In the bag, the air permeability of the air-permeable sheet is in the range of 0.1 cm 3 /(cm 2 s) or more and 50 cm 3 /(cm 2 s) or less, and the mass per unit area of the air-permeable sheet is in the range of 0.1 g/m 2 or more and 100 g/m 2 or less.
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