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公開番号2025091750
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-19
出願番号2023207190
出願日2023-12-07
発明の名称断熱材
出願人黒崎播磨株式会社
代理人弁理士法人英和特許事務所
主分類C04B 38/00 20060101AFI20250612BHJP(セメント;コンクリート;人造石;セラミックス;耐火物)
要約【課題】高温下での断熱性能に優れ、しかも高い強度と硬度を具備する断熱材を提供する。
【解決手段】フュームドシリカを62～86質量%、赤外線不透過材を10～30質量%含有する混合物を成形して得られる断熱材であって、細孔分布の70nm以下の範囲におけるモード径が20nm以下、全細孔数が3.5×10¹⁶個/g以上であり、かつ800℃における熱伝導率が0.06W/(m・K)以下、圧縮強度が0.4MPa以上、硬度が75以上である、断熱材。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
フュームドシリカを６２～８６質量％、赤外線不透過材を１０～３０質量％含有する混合物を成形して得られる断熱材であって、
細孔分布の７０ｎｍ以下の範囲におけるモード径が２０ｎｍ以下、全細孔数が３．５×１０
１６
個／ｇ以上であり、
かつ８００℃における熱伝導率が０．０６Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下、圧縮強度が０．４ＭＰａ以上、硬度が７５以上である、断熱材。
続きを表示（約 290 文字）【請求項２】
前記フュームドシリカのＤＢＰ吸収量が３７０ｍＬ／１００ｇ以上である、請求項１に記載の断熱材。
【請求項３】
前記フュームドシリカのＢＥＴ比表面積が３００～５００ｍ
２
／ｇである、請求項１又は２に記載の断熱材。
【請求項４】
細孔分布の７０ｎｍ以下の範囲におけるモード径が１６ｎｍ以下、全細孔数が４．５×１０
１６
個／ｇ以上、前記フュームドシリカのＤＢＰ吸収量が３９０ｍＬ／１００ｇ以上であり、かつ８００℃における熱伝導率が０．０５５Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下である、請求項１に記載の断熱材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、断熱材に関する。
続きを表示（約 1,600 文字）【背景技術】
【０００２】
カーボンニュートラルへの取組みとして、製鋼用炉等の熱ロス低減や燃料電池の発電効率向上等のために断熱材の断熱性能、特に高温下での断熱性能の向上が求められている。一方で、断熱材の施工や組立て時のハンドリング性、高温下使用時における内容物の熱膨張に対する耐圧縮性、輸送時等における耐振動性のために、高強度、高硬度であることも求められている。一般的に断熱性能と強度、硬度は相反関係にあり、それらの両立は難しい。
【０００３】
従来、断熱材の原料としては、フュームドシリカ等のシリカの超微粉末が汎用されており、例えば特許文献１には、シリカの超微粉末を多孔体に単独で成形するために、その粉末特性、成形体の微構造、成形方法等に工夫を凝らすことにより、良好な断熱性や成形性を持つシリカ成形体を得る技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２００７－１６９１５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１の技術では、シリカの超微粉末を単独で成形しているため、輻射の影響が大きくなる高温下（４００℃以上）では断熱性能が急激に低下してしまう懸念がある。すなわち、特許文献１の技術で得られるシリカ成形体（断熱材）では、特に高温下での断熱性能に問題があった。また、特許文献１の技術で得られるシリカ成形体（断熱材）の強度及び硬度はシリカ単独での成形を前提としているため、他の原料との混合物の成形体とした場合は十分とはいえない場合があった。なお、特許文献１の技術では、シリカの超微粉末に添加物（繊維や赤外線不透過材等）を混合して圧縮成形することをそもそも想定しておらず、添加物を混合すれば成形性が悪化してしまうことが想像される。
【０００６】
以上に鑑み、本発明が解決しようとする課題は、高温下での断熱性能に優れ、しかも高い強度と硬度を具備する断熱材を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の一観点によれば、次の断熱材が提供される。
フュームドシリカを６２～８６質量％、赤外線不透過材を１０～３０質量％含有する混合物を成形して得られる断熱材であって、
細孔分布の７０ｎｍ以下の範囲におけるモード径が２０ｎｍ以下、全細孔数が３．５×１０
１６
個／ｇ以上であり、
かつ８００℃における熱伝導率が０．０６Ｗ／（ｍ・Ｋ）以下、圧縮強度が０．４ＭＰａ以上、硬度が７５以上である、断熱材。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、高温下での断熱性能に優れ、しかも高い強度と硬度を具備する断熱材が得られる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
本発明（実施例１）による断熱材の細孔分布を示したグラフ。
比較例１における断熱材の細孔分布を示したグラフ。
フュームドシリカの製造過程を示した模式図。
フュームドシリカにおけるストラクチャーの違いを示した模式図。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明の実施形態について説明する。
室温における空気中の分子の平均自由行程は約７０ｎｍである。したがって直径７０ｎｍ以下の空隙を有する多孔質体内では空気の対流や伝導による伝熱が抑制されるため、このような多孔質体は優れた断熱性を示すことが知られている。本発明では、断熱材を従来よりも格段に低熱伝導化並びに高強度化及び高硬度化するために、多孔質体における７０ｎｍ以下の範囲における細孔の分布や断熱材内部の細孔数に着目し、鋭意検討した。
（【００１１】以降は省略されています）

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