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公開番号2025104633
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-10
出願番号2023222570
出願日2023-12-28
発明の名称疎水性シリカエアロゲル粒子の水分散液並びに固体複合材料、断熱材及び防音材
出願人株式会社KRI
代理人
主分類C08L 101/00 20060101AFI20250703BHJP(有機高分子化合物;その製造または化学的加工;それに基づく組成物)
要約【課題】シリカエアロゲル粒子の水分散液を加熱乾燥した材料が優れた柔軟性と湿潤強さを有し、亀裂と収縮又は反りが生じなく厚い大面積シート材を成型することができるシリカエアロゲル分散液並びに固体複合材料、断熱材及び防音材の提供。
【解決手段】本発明のシリカエアロゲル粒子の水分散液は、陰イオン性官能基を持つ有機ナノファイバー、平均繊維径が0.5μmより大きく、30μm未満の有機短繊維、界面活性剤、水とシリカエアロゲル粒子を含む。そして、固体複合体は、本発明の前記シリカエアロゲル粒子の水分散液を乾燥して形成される断熱性、吸音性に優れる強度の強い固体複合体である。
【選択図】図2

特許請求の範囲【請求項１】
陰イオン性官能基を持つ有機ナノファイバー、平均繊維径が０．５μｍより大きく、３０μｍ未満の有機短繊維、界面活性剤、水とシリカエアロゲル粒子を含むシリカエアロゲル粒子の水分散液。
続きを表示（約 230 文字）【請求項２】
前記有機短繊維は天然繊維または人工合成繊維から選ばれる少なくとも一つ以上を含む請求項１に記載のシリカエアロゲル粒子の水分散液。
【請求項３】
陰イオン性官能基を持つ有機ナノファイバー、平均繊維径が０．５μｍより大きく、３０μｍ未満の有機短繊維、シリカエアロゲル粒子を含む固体複合材料。
【請求項４】
請求項３に記載の固体複合材料の断熱材。
【請求項５】
請求項３に記載の固体複合材料の防音材。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、疎水性シリカエアロゲル粒子の水分散液並びに固体複合材料、断熱材及び防音材に関する。
続きを表示（約 2,200 文字）【背景技術】
【０００２】
粉末状又は粒子状シリカエアロゲルはシート状と比べはるかに安いため、断熱材への利用は熱い注目を集めている。
陰イオン性官能基を持つ有機ナノファイバーを含む水溶液への疎水性シリカエアロゲル粒子分散とその分散液を乾燥してシリカエアロゲルを含む断熱材と防音材についての先行技術として特許文献１がある。
しかし、特許文献１のシリカエアロゲル分散液を乾燥した固体複合材料は、成型厚さと面積に制約があり、耐折り曲げ性又は柔軟性が乏しい材料で取り扱うのに注意が必要であった。また、湿潤強度は低く、耐荷重にも制約があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１８－４３９２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、シリカエアロゲル粒子の水分散液を加熱乾燥した材料が優れた柔軟性と湿潤強さを有し、亀裂と収縮又は反りが生じなく厚い大面積シート材を成型することができるシリカエアロゲル分散液並びに固体複合材料、断熱材及び防音材を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、以下の構成からなることを特徴とし、上記課題を解決するものである。
［１］陰イオン性官能基を持つ有機ナノファイバー、平均繊維径が０．５μｍより大きく、３０μｍ未満の有機短繊維、界面活性剤、水とシリカエアロゲル粒子を含むシリカエアロゲル粒子の水分散液。
［２］前記有機短繊維は天然繊維または人工合成繊維から選ばれる少なくとも一つ以上を含む前記［１］に記載のシリカエアロゲル粒子の水分散液。
［３］陰イオン性官能基を持つ有機ナノファイバー、平均繊維径が０．５μｍより大きく、３０μｍ未満の有機短繊維、シリカエアロゲル粒子を含む固体複合材料。
［４］前記［３］に記載の請求項３に記載の固体複合材料の断熱材。
［５］前記［３］に記載の請求項３に記載の固体複合材料の防音材。
【発明の効果】
【０００６】
本発明は、有機短繊維を含むことにより、疎水性シリカエアロゲル粒子の水分散液の分散性と分散液の安定性を維持する上に、厚い大面積の成形体であっても加熱乾燥後に収縮、反り又は亀裂問題が避けられるたけでなく、得られる複合シート材の柔軟性、湿潤強さ、耐衝撃性（クッション性）を付与することもできる。さらに、有機短繊維を含むことで陰イオン基を持つ有機ナノファイバーの使用量を減らし、乾燥を促進すると共にコストを削減できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
比較例１で作製したシリカエアロゲルを含む複合体及びその折り曲げ性と湿潤強さ評価後の写真
実施例１で作製したシリカエアロゲルを含む複合体及びその折り曲げ性と湿潤強さ評価後の写真
比較例２で作製したシリカエアロゲルを含む複合体及びその折り曲げ性と湿潤強さ評価後の写真
実施例５で作製したシリカエアロゲルを含む複合体及びその折り曲げ性と湿潤強さ評価後の写真
実施例１１で作製したシリカエアロゲルを含む複合体と耐荷重試験の写真
比較例２（上）、実施例５（中）と実施例８（下）で作製したシリカエアロゲルを含む複合体の表面のＳＥＭ写真。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
本発明のシリカエアロゲル粒子の水分散液は、陰イオン性官能基を持つ有機ナノファイバー、径０．５１～３０μｍの有機短繊維、非イオン界面活性剤と水を含む分散液に疎水性シリカエアロゲル粒子を分散させて得られるシリカエアロゲル粒子の水分散液及びそれを乾燥した複合体である
【０００９】
本発明に用いる陰イオン性官能基を持つ有機ナノファイバーは、特に限定しないが、カルボキシル基もしくはそのカルボン酸塩基、硫酸基もしくはその硫酸塩基等の陰イオン性官能基を有する有機ナノファイバーが挙げられる。カルボン酸塩基又は硫酸塩基のカウンターイオンは特に限定しないが、アルカリ金属カチオン、アルカリ土類金属カチオンまたはアンモニウムカチオンやアミン等であればよい。
【００１０】
本発明に用いる陰イオン性官能基を持つ有機ナノファイバーとしては、天然形成又は人工加工により得られる陰イオン性官能基を持つナノファイバー、例えば、硫酸エステル化、ＴＥＭＯ酸化、コハク酸モノエステル化、マレイン酸モノエステル化、フタル酸モノエステル化、リン酸エステル化、亜リン酸エステル化などの変性セルロースナノファイバー又はキチンナノファイバーがあげられる。さらに、サクラン、ヒアルロン酸、寒天、ゼラチン、アルギン酸、ＣＭＣとポリアクリル酸等の陰イオン性官能基またはその塩基を持ち、ナノファイバーと類似な増粘性とチキソトロピー性を持つ天然形成又は人工合成により得られる陰イオン性官能基を持つアニオン型ポリマーもあげられる。その中でも、変性又は修飾により表面に陰イオン性官能基を持たせるセルロースナノファイバーとキチンナノファイバーは結晶化度が高くてチキソトロピー性や粘度が高いためより好ましい。
（【００１１】以降は省略されています）

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