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WO2014132652A1 - エアロゲルを用いた断熱構造体 - Google Patents

エアロゲルを用いた断熱構造体 Download PDF

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WO2014132652A1
WO2014132652A1 PCT/JP2014/001066 JP2014001066W WO2014132652A1 WO 2014132652 A1 WO2014132652 A1 WO 2014132652A1 JP 2014001066 W JP2014001066 W JP 2014001066W WO 2014132652 A1 WO2014132652 A1 WO 2014132652A1
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WO
WIPO (PCT)
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airgel
holding material
layer
heat insulating
airgel layer
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/001066
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
柴田　哲司
健太 細井
康博 日高
安藤　秀行
一真 釘宮
善光 生駒
Original Assignee
パナソニック株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by パナソニック株式会社 filed Critical パナソニック株式会社
Priority to US14/770,179 priority Critical patent/US10520126B2/en
Priority to EP14756493.4A priority patent/EP2963325A4/en
Priority to JP2015502782A priority patent/JP6145948B2/ja
Priority to CN201480011211.3A priority patent/CN105008786B/zh
Publication of WO2014132652A1 publication Critical patent/WO2014132652A1/ja

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    • C04B2111/40—Porous or lightweight materials

Definitions

  • the present invention relates to a heat insulating structure using airgel that can be used for airplanes, vehicles, and the like.
  • foam materials such as urethane foam and phenol foam are known as heat insulating materials.
  • the foam material exhibits heat insulation properties by bubbles generated by foaming.
  • Such urethane foam and phenol foam generally have a higher thermal conductivity than that of air. Therefore, in order to further improve the heat insulation, it is advantageous to make the thermal conductivity lower than that of air.
  • a method of achieving a thermal conductivity lower than that of air a method of filling a gas having a low thermal conductivity such as Freon gas into a void of a foamed material such as urethane foam or phenol foam is known.
  • the gas leaks from the gap over time, and the thermal conductivity may increase.
  • Patent Document 1 discloses an aircraft fuselage structure having a foam layer as a heat insulating material.
  • the heat insulating layer is a resin foam material, the heat insulating property is low, and in order to obtain the heat insulating effect, it is necessary to increase the thickness. Further, since the heat insulating layer is applied by spraying on the outer structure, the replacement work is difficult when the heat insulating property deteriorates.
  • silica airgel An aggregate of fine porous silica (so-called aerogel) is known as a material for a heat insulating material lower than the thermal conductivity of air even at normal pressure.
  • This material can be obtained, for example, by methods such as those disclosed in US Pat. No. 4,402,927, US Pat. No. 4,432,956 and US Pat. No. 4,610,863.
  • silica airgel can be produced using alkoxysilane (also referred to as silicon alkoxide or alkyl silicate) as a raw material.
  • silica airgel is a wet gel-like compound consisting of a silica skeleton obtained by hydrolyzing alkoxysilane in the presence of a solvent and condensation polymerization, and drying under supercritical conditions above the critical point of the solvent.
  • a solvent for example, alcohol or liquefied carbon dioxide is used.
  • the airgel particles in which the airgel is in the form of particles have lower thermal conductivity than air, can be molded into various shapes, are easy to handle, and are useful as a raw material for heat insulating materials. Therefore, it can be considered that the airgel particles are hardened with an adhesive and used as a heat insulating material.
  • the airgel particles are very light and have low strength and are brittle. Therefore, even if airgel particles are molded to produce a heat insulating material, the particles themselves are fragile, so the strength of the molded product is low, and it is easy to crack, chip or break. In particular, when it is used as a material for an airframe, a vehicle, a ship, a spacecraft, or the like, an airgel molded body is likely to be damaged, so that there is a possibility that it may become defective or the heat insulating property may be lowered.
  • the present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a heat insulating structure having high strength and excellent heat insulating properties.
  • the heat insulating structure according to the present invention is An airgel layer comprising airgel particles, adhesive and fibers; A holding material provided on at least one surface of the airgel layer and containing a fibrous substance and a binder resin; Have The fiber is constituted by a part of the fibrous substance contained in the holding material.
  • the adhesive contained in the airgel layer and the binder resin contained in the holding material are mixed at the boundary between the airgel layer and the holding material.
  • the fibrous material is preferably carbon fiber.
  • the holding material is provided on one surface of the airgel layer, It is preferable that a fiber sheet is provided on the other surface of the airgel layer.
  • a heat shielding layer is provided along the airgel layer.
  • an attachment structure for attaching to the structure is provided on the holding material.
  • a fillet portion is provided at a boundary portion between the airgel layer and the holding material.
  • the fillet part preferably has a porous structure.
  • the airgel layer is reinforced by the holding material containing the fibrous substance, a heat insulating structure having high strength and excellent heat insulating properties can be obtained.
  • Aerogel is a porous substance (porous body) in which the solvent contained in the gel is replaced with gas by drying.
  • the particulate airgel is called airgel particles.
  • As the airgel silica aerogel, carbon aerogel, alumina aerogel, and the like are known. Of these, silica aerogel can be preferably used.
  • Silica airgel has excellent heat insulation, is easy to manufacture, is low in cost, and can be obtained more easily than other airgels.
  • gap may be called xerogel (xerogel), but the airgel in this specification may contain xerogel.
  • FIGS. 6A to 6C are schematic diagrams showing examples of airgel particles.
  • the airgel particles A are silica airgel particles, and are silica (SiO 2 ) structures having pores on the order of several tens of nanometers (for example, 20 to 40 nm).
  • Such airgel particles A can be obtained by supercritical drying or the like.
  • the airgel particles A are formed by connecting fine particles P (silica fine particles) constituting the airgel particles A in a three-dimensional network.
  • the size of one silica fine particle is, for example, about 1 to 2 nm.
  • the gas G can enter the pores of the order of several tens of nanometers of the airgel particles A.
  • the pores inhibit the movement of nitrogen and oxygen, which are air components, so that the thermal conductivity can be lowered to a level lower than that of air.
  • the thermal conductivity is reduced to a level of thermal conductivity WLF ⁇ 9 to 12 mW / m ⁇ K by airgel particles. be able to.
  • the airgel particle A generally has a hydrophobic property.
  • an alkyl group methyl group: CH 3
  • Si silicon
  • OH hydroxyl groups
  • FIG. 7 is an electron micrograph of silica airgel particles.
  • the silica airgel particles are obtained by a supercritical drying method. It can be understood from this photograph that the silica airgel particles have a three-dimensional solid network structure.
  • the airgel particles A are generally those in which silica fine particles having a size of less than 10 nm are linearly connected to form a network structure. However, the boundary between the fine particles is unclear or the silica structure (—O -Si-O-) may extend linearly to form a network structure.
  • the airgel particles are not particularly limited, and those obtained by a general production method can be used. Typical examples include airgel particles obtained by a supercritical drying method and airgel particles obtained by using an atmospheric pressure drying method.
  • Silica airgel particles obtained by the supercritical drying method can be obtained by polymerizing by a sol-gel method that is a liquid phase reaction to produce silica particles and removing the solvent by supercritical drying.
  • a raw material for example, alkoxysilane (also referred to as silicon alkoxide or alkyl silicate) is used.
  • a wet gel compound composed of a silica skeleton obtained by hydrolyzing the alkoxysilane in the presence of a solvent and subjecting it to condensation polymerization is dried under supercritical conditions above the critical point of the solvent.
  • the solvent for example, alcohol or liquefied carbon dioxide can be used.
  • the airgel particles in which the airgel is in the form of particles can be obtained by pulverizing a gel containing a solvent to form particles, and supercritically drying the particulate gel containing the solvent.
  • the airgel particles can be obtained by pulverizing a bulk body of airgel obtained by supercritical drying.
  • the alkoxysilane used as a raw material for the airgel particles is not particularly limited, and bifunctional, trifunctional, or tetrafunctional alkoxysilanes can be used alone or in combination.
  • the bifunctional alkoxysilane include dimethyldimethoxysilane, dimethyldiethoxysilane, diphenyldiethoxysilane, diphenyldimethoxysilane, methylphenyldiethoxysilane, methylphenyldimethoxysilane, diethyldiethoxysilane, and diethyldimethoxysilane.
  • Examples of the trifunctional alkoxysilane include methyltrimethoxysilane, methyltriethoxysilane, ethyltrimethoxysilane, ethyltriethoxysilane, phenyltrimethoxysilane, and phenyltriethoxysilane.
  • Examples of tetrafunctional alkoxysilanes include tetramethoxysilane and tetraethoxysilane.
  • alkoxysilane bistrimethylsilylmethane, bistrimethylsilylethane, bistrimethylsilylhexane, vinyltrimethoxysilane, or the like can be used.
  • Hydrolysis and polycondensation of alkoxysilane is preferably performed in the presence of water, and further using a mixed solution of water and an organic solvent that is compatible with water and dissolves alkoxysilane. Is preferred.
  • a mixed solution is used as a solvent
  • the hydrolysis step and the condensation polymerization step can be carried out continuously, and a gel can be obtained efficiently.
  • the polymer to be produced is obtained as a gelled product (wet gel) using the solvent as a dispersion medium.
  • the solvent that is compatible with water and dissolves alkoxysilane is not particularly limited, and examples thereof include alcohols such as methanol, ethanol, propanol, isopropanol, and butanol, acetone, N, N-dimethylformamide, and the like. Can be mentioned. These may use only 1 type and may use 2 or more types together.
  • the hydrolysis and polycondensation of the alkoxysilane is preferably performed in the presence of a catalyst capable of causing the condensation reaction by eliminating the alkoxy group of the alkoxysilane.
  • a catalyst capable of causing the condensation reaction by eliminating the alkoxy group of the alkoxysilane.
  • a catalyst include an acidic catalyst and a basic catalyst.
  • the acidic catalyst include hydrochloric acid, citric acid, nitric acid, sulfuric acid, ammonium fluoride, and the like.
  • the basic catalyst include ammonia and piperidine.
  • appropriate components may be added to the alkoxysilane reaction solution.
  • a surfactant, a functional group introducing agent, and the like can be mentioned.
  • appropriate functionality can be imparted to the airgel particles.
  • the airgel can be obtained by supercritical drying of the obtained wet gel.
  • the wet gel is preliminarily formed into particles by cutting or pulverizing to prepare a particulate gel containing a solvent, and the particulate gel is supercritically dried.
  • the size of the airgel particles can be adjusted by aligning the size of the particulate gel.
  • the airgel particles may be obtained by pulverizing the airgel bulk with a pulverizer.
  • the obtained airgel particles can be further matched in particle size by sieving or classification. When the size of the airgel particles is adjusted, the handleability can be improved and a stable molded product can be easily obtained.
  • Airgel particles obtained using water glass are produced, for example, by a normal pressure drying method in which silica sol preparation, silica sol gelation, aging, gel pulverization, solvent replacement, hydrophobization treatment, and drying are sequentially performed.
  • Water glass is generally a highly concentrated aqueous solution of a metal silicate such as sodium silicate. For example, it can be obtained by dissolving a metal silicate salt in water and heating.
  • Silica alkoxide, alkali metal silicate, etc. can be used as a raw material for silica sol production.
  • the silicate alkoxide include tetramethoxysilane and tetraethoxysilane.
  • the alkali metal silicate include potassium silicate and sodium silicate. Of these, alkali metal silicates can be preferably used from the viewpoint of inexpensiveness, and sodium silicate, which is easily available, can be more preferably used.
  • silica sol When using an alkali metal silicate, silica sol can be prepared by neutralizing with an inorganic acid such as hydrochloric acid or sulfuric acid, or by using a cation exchange resin whose counter ion is H +. it can. Among these methods, it is preferable to use a cation exchange resin.
  • a silica sol can be produced using an acid-type cation exchange resin by passing a solution of an alkali metal silicate having an appropriate concentration through a packed bed filled with a cation exchange resin.
  • silica sol can be prepared by adding a cation exchange resin to a solution of an alkali metal silicate salt, mixing, removing the alkali metal, and then separating the cation exchange resin by filtration. it can.
  • the quantity of cation exchange resin is more than the quantity which can exchange the alkali metal contained in a solution.
  • the solution is subjected to dealkalization (metal removal) with a cation exchange resin.
  • the acid-type cation exchange resin for example, styrene-based, acrylic-based, methacryl-based, etc., in which a sulfonic acid group or a carboxyl group is substituted as an ion-exchange group can be used.
  • a so-called strong acid type cation exchange resin having a sulfonic acid group can be suitably used.
  • the cation exchange resin can be regenerated by using sulfuric acid or hydrochloric acid after passing through the alkali metal exchange.
  • the silica sol is gelled and then aged. In the gelation and aging, it is preferable to adjust the pH. That is, the pH of silica sol ion-exchanged with a cation exchange resin is usually low, for example, 3 or less. By neutralizing such a silica sol to a weakly acidic to neutral pH range, the silica sol is gelled. For example, gelation can be achieved by setting the silica sol to a pH of 5.0 to 5.8, preferably 5.3 to 5.7. The pH can be adjusted by adding a base and an acid. As the base, aqueous ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, alkali metal silicate, and the like can be used.
  • a base aqueous ammonia, sodium hydroxide, potassium hydroxide, alkali metal silicate, and the like can be used.
  • hydrochloric acid As the acid, hydrochloric acid, citric acid, nitric acid, sulfuric acid and the like can be used. After pH adjustment, the gel is allowed to stand for aging. The aging may be, for example, about 4 to 24 hours under a temperature condition of 40 to 80 ° C.
  • the gel can be pulverized, for example, by putting the gel in a Hench type mixer or by making the gel in the mixer and operating the mixer at an appropriate rotation speed and time.
  • solvent replacement replaces the solvent such as water used for preparing the gel with a solvent having a small surface tension so that the drying shrinkage does not occur when the gel is dried. Since it is difficult to directly replace water with a solvent having a low surface tension, this solvent replacement is usually carried out in a plurality of stages, preferably two stages.
  • the selection criteria for the solvent used in the first stage may be familiarity with water and the solvent used for the second stage solvent replacement. In the first stage, methanol, ethanol, isopropyl alcohol, acetone or the like can be used, and ethanol can be preferably used.
  • the selection criteria for the solvent used in the second stage include that it does not react with the treating agent used in the subsequent hydrophobization treatment and that the surface tension is small so as not to cause drying shrinkage.
  • the solvent used in the second stage hexane, dichloromethane, methyl ethyl ketone or the like can be used, and hexane can be preferably used.
  • further solvent substitution may be performed between the first-stage solvent substitution and the second-stage solvent substitution.
  • alkylalkoxysilane, halogenated alkylsilane, or the like can be used as the treating agent used for the hydrophobizing treatment.
  • dialkyldichlorosilane and monoalkyltrichlorosilane can be preferably used, and dimethyldichlorosilane can be particularly preferably used in consideration of raw material costs and reactivity.
  • the solvent and the gel are separated by filtration.
  • the gel is then washed with a solvent to remove unreacted treating agent. Thereafter, the gel is dried. Drying may be at normal pressure. Moreover, you may heat or blow in warm air. Drying is preferably performed in an atmosphere of an inert gas (for example, nitrogen). Thereby, the solvent in a gel is removed from a gel and an airgel particle can be obtained.
  • an inert gas for example, nitrogen
  • the airgel particles obtained by the supercritical drying method and the airgel particles obtained by using water glass basically have the same structure. That is, the silica fine particles are connected to form a three-dimensional network structure.
  • the shape of the airgel particles is not particularly limited, and may be various shapes.
  • the shape of the airgel particles is usually an irregular shape. In other words, it becomes rocky particles with a rough surface.
  • spherical or rugby ball-like particles may be used.
  • panel shape, flake shape, and fiber shape may be sufficient.
  • the airgel particles may be a mixture of materials having various particle sizes as raw materials used for molding. In the molded product, since the airgel fine particles are bonded and integrated, the size of the particles may not be uniform.
  • the size of the airgel particles may be, for example, in a range where the longest length of the particles is 1 ⁇ m or more and 10 mm or less. However, from the viewpoints of handleability and ease of molding, it is preferable that particles that are too large or too small are not mixed. For this reason, the airgel particles can be arranged in an appropriate size.
  • the longest length of the airgel particles may be a micron order particle having a range of 1 ⁇ m or more and less than 1 mm.
  • the airgel particles may be particles having a size of about 1 mm in a range where the longest length of the airgel particles is 100 ⁇ m or more and less than 5 mm.
  • the longest length of the airgel particle may be a millimeter order particle having a range of 1 mm or more and less than 10 mm.
  • a preferable particle size range of the airgel particles is 500 ⁇ m to 1.5 mm.
  • the airgel particles as described above are used as a material for the heat insulating layer constituting the heat insulating structure. Therefore, it is possible to obtain a heat insulating structure having low heat conductivity and excellent heat insulating properties.
  • FIG. 1 is an example of an embodiment of a heat insulating structure using airgel particles A.
  • the heat insulating structure of this embodiment includes an airgel layer 1 containing airgel particles A and an adhesive.
  • the airgel layer 1 forms a so-called heat insulating layer.
  • a holding material 2 is provided on one surface of the airgel layer 1.
  • the holding material 2 includes a fibrous substance 3 and a binder resin.
  • the airgel layer 1 in which the airgel particles A are hardened with an adhesive is easily broken, but by attaching the holding material 2 to the airgel layer 1, the strength of the airgel layer 1 is increased and the surface of the airgel layer 1 is protected. be able to. And since the fibrous material 3 is hardened with binder resin and the intensity
  • the holding material 2 includes the fibrous substances 3.
  • the holding material 2 may contain the fibrous substance 3 densely. The strength of the holding material 2 increases due to the denseness of the fibrous substances 3.
  • the retaining material 2 functions as a strength retaining material that retains the strength of the heat insulating structure.
  • the holding material 2 is attached to one surface of the airgel layer 1.
  • the holding material 2 may be attached to both surfaces of the airgel layer 1. Thereby, intensity
  • the holding material 2 is preferably one side of the airgel layer 1. Thereby, it can make it easy to attach to a structure.
  • the holding material 2 preferably covers the entire surface of the airgel layer 1. That is, the size of the holding material 2 is the same as or larger than the size of the airgel layer 1, and the holding material 2 covers the edge of the airgel layer 1. Thereby, it can suppress that the edge part of the airgel layer 1 is reinforced with the holding material 2, and the airgel layer 1 is missing at an edge part.
  • the airgel layer 1 is formed by fixing a plurality of airgel particles A with an adhesive.
  • an appropriate resin resin composition
  • the main component of the resin include an epoxy resin, a phenol resin, an acrylic resin, a melamine resin, a vinyl acetate resin, a silicone resin, a urethane resin, polyethylene, and polypropylene.
  • the resin composition may contain a component that accelerates or assists the curing of the resin.
  • a curing agent, a curing accelerator, a polymerization initiator, and the like The thickness of the airgel layer 1 is not particularly limited, but in order to be used as a part of the structure, the thickness can be set within a range of 1 to 100 mm, for example.
  • the holding material 2 includes a fibrous material 3 and a binder resin.
  • a plurality of fibrous substances 3 are bonded with a binder resin.
  • the holding material 2 composed of the fibrous substance 3 and the binder resin can reduce the weight and increase the strength.
  • the fibrous substance 3 may be composed of a plurality of fiber fragments.
  • the holding material 2 may be one obtained by impregnating and solidifying a fiber body in which the resin is concentrated and solidified, or a composition obtained by dispersing the fibrous substance 3 in the binder resin. There may be.
  • a fiber body When a fiber body is used, a thick woven or non-woven fabric, a plate-like fiber material, or the like can be used.
  • the fibrous substance 3 contained in the holding material 2 is preferably a fiber bundle in which a plurality of single fibers are aggregated. Thereby, the entanglement of a plurality of fibers increases, and the strength of the heat insulating structure can be further increased.
  • the fibrous substance 3 may be a long fiber.
  • the fibrous substance 3 is orientated in the surface direction. Thereby, the strength against bending can be further increased.
  • the fiber length of the fibrous substance 3 is not particularly limited, but is preferably 5 mm to 5 m, more preferably 5 cm to 20 cm. When the fiber length is within this range, the strength of the heat insulating structure is further increased.
  • the fiber diameter of the fibrous material 3 is not particularly limited, but is preferably 3 to 20 ⁇ m. When the fiber diameter is within this range, the strength of the heat insulating structure is further increased.
  • the fibrous material 3 appropriate fibers such as carbon fiber, glass fiber, organic fiber, synthetic fiber, and pulp can be used. Among these, it is preferable to use carbon fiber as the fibrous material 3. By using carbon fibers (carbon fibers), the strength can be further increased. Moreover, since carbon fiber is lightweight, the weight reduction of a heat insulation structure can be achieved. In particular, it is useful to use carbon fiber when used as a material for a structure of an airframe.
  • the holding material 2 is formed by fixing a plurality of fibrous substances 3 with a binder resin.
  • An appropriate resin (resin composition) having adhesiveness can be used as the binder resin for fixing the fibrous substance 3 to form the holding material 2.
  • the main component of the resin include an epoxy resin, a phenol resin, an acrylic resin, a melamine resin, a vinyl acetate resin, a silicone resin, a urethane resin, polyethylene, and polypropylene.
  • the resin composition may contain a component that accelerates or assists the curing of the resin.
  • a curing agent, a curing accelerator, a polymerization initiator, and the like The thickness of the holding material 2 is not particularly limited, but for use as a structure, the thickness can be within a range of 1 to 100 mm, for example.
  • the binder resin used for the holding material 2 is the same as the adhesive for fixing the airgel particles A.
  • the compatibility between the binder resin of the holding material 2 and the adhesive of the airgel layer 1 is increased, and the adhesiveness at the interface between the holding material 2 and the airgel layer 1 can be improved.
  • the binder resin used for the holding material 2 is different from the adhesive that fixes the airgel particles A.
  • the adhesive used for the airgel layer 1 an adhesive suitable for enhancing the adhesiveness of the airgel particles A can be used while ensuring heat insulation.
  • the binder resin used for the holding material 2 a binder resin that can hold the fibrous substance 3 and can increase the strength can be used. That is, when the resin components are different, the resin component can be optimized from the viewpoint of heat insulation in the airgel layer 1 and from the viewpoint of strength in the holding material 2 while satisfying the adhesiveness. Therefore, the heat insulation structure excellent in strength and heat insulation can be obtained.
  • the adhesive of the airgel layer 1 can be a phenol resin
  • the binder resin of the holding material 2 can be an epoxy resin.
  • the adhesive contained in the airgel layer 1 and the binder resin contained in the holding material 2 are mixed at the boundary between the airgel layer 1 and the holding material 2.
  • Adhesive components are mixed in the boundary portion, whereby the adhesiveness between the holding material 2 and the airgel layer 1 can be increased, and the holding material 2 is hardly peeled off from the airgel layer 1 to further increase the strength of the heat insulating structure.
  • an adhesive component can be mixed by using a fiber-containing material in which the binder resin is uncured or a fiber-containing material in which the binder resin is semi-cured.
  • a wet plate material is used as the holding material 2
  • a cured plate material may be used, and the holding material 2 and the airgel layer 1 may be bonded with an adhesive contained in the airgel layer 1.
  • the mixing of the adhesive components can be confirmed by analyzing that a layer in a region where the adhesive component contained in the airgel layer 1 and the adhesive component contained in the holding material 2 are mixed is formed by chemical analysis. . It is also confirmed by analyzing that the adhesive of the airgel layer 1 has entered the region of the holding material 2 or that the binder resin of the holding material 2 has entered the region of the airgel layer 1. Can do.
  • the holding material 2 may be a composite material in which fibers are hardened with plastic. In that case, the strength of the heat insulating structure can be effectively improved. In particular, when carbon fibers are used as the material of the holding material 2, the fibers in the holding material 2 exhibit resistance in the bending direction, and therefore the strength against bending can be further increased. Further, if the adhesion of the airgel particles A and the curing of the holding material 2 containing the binder resin are performed simultaneously, the adhesion between the airgel layer 1 and the holding material 2 can be improved, and a high-strength heat insulating structure can be obtained. Can be formed.
  • the holding material 2 is adhered and adhered to the airgel layer 1 with an adhesive component.
  • the holding material 2 may be bonded by an adhesive that bonds and integrates the airgel particles A.
  • it may be bonded with a binder resin contained in the holding material 2.
  • an adhesive may be introduced and bonded between the airgel layer 1 composed of the airgel particles A and the holding material 2 by application or the like.
  • an adhesive component may be provided at the interface between the airgel layer 1 and the holding material 2.
  • an organic or inorganic adhesive can be used.
  • an adhesive that can be used for bonding the airgel particles A described above may be used.
  • an adhesive containing porous particles as the adhesive. Thereby, the heat insulation of an adhesive layer can be improved.
  • the porous particles include mesoporous silica particles.
  • the airgel layer 1 contains fibers. Thereby, the strength of the airgel layer 1 can be increased.
  • fibers may be included in the airgel layer 1 by further blending the fibers with a mixture of the airgel particles A and an adhesive (airgel molding material).
  • the fiber glass fiber or carbon fiber can be used.
  • the fibers contained in the airgel layer 1 are preferably single fibers. By being a single fiber, heat conduction in the thickness direction of the airgel layer 1 can be suppressed, and mechanical strength can be improved while suppressing a decrease in heat insulation.
  • the fibrous substance 3 contained in the holding material 2 has a good fiber bundle for ensuring strength, and the fiber in the airgel molded body is preferably a single fiber so as not to impair the heat insulating property.
  • the fiber contained in the airgel layer 1 is composed of a part of the fibrous substance 3 contained in the holding material 2.
  • FIG. 2 shows an example of a heat insulating structure in which the fibers contained in the airgel layer 1 are constituted by a part of the fibrous material 3 of the holding material 2.
  • the airgel layer 1 may contain fibers other than a part of the fibrous material 3 of the holding material 2.
  • a part of the fibrous material 3 of the holding material 2 jumps out and enters the airgel layer 1, and the airgel layer 1 contains fibers.
  • the adhesive strength at the interface between the airgel layer 1 and the holding material 2 is increased.
  • FIG. 2 is an enlarged view of the boundary portion between the airgel layer 1 and the holding material 2 of the heat insulating structure shown in FIG.
  • the fibrous substance 3 enters the gaps between the airgel particles A in the airgel layer 1.
  • a portion where the fibrous substance 3 enters the airgel layer 1 becomes an insertion portion 3a.
  • the jump out of the fibrous substance 3 can be performed, for example, by roughening the surface of the holding material 2.
  • roughening can be performed by fluffing the fibrous material 3 on the surface of the fiber body in contact with the airgel layer 1.
  • the fluffing may be only on one side (inner surface) in contact with the airgel layer 1. If the outer surface is fluffed, the strength may decrease or the appearance may be impaired.
  • the fluffing of the fibrous material 3 may be performed by a method such as rubbing with a brush, for example. At the manufacturing level, a brush-like rubbing device or the like may be used.
  • the holding material 2 from which the fibrous substance 3 protrudes on the surface on the side disposed in the airgel layer 1 can be obtained.
  • the surface of the holding material 2 on which the fibrous material 3 is fluffy is placed and pressed on the airgel layer 1 side, whereby the fibrous material 3 protruding from the surface is spaced between the particles of the airgel layer 1.
  • the holding material 2 and the airgel layer 1 can be bonded together. Thereby, as shown in FIG. 2, it is possible to obtain a heat insulating structure in which the protruding fibrous substance 3 enters the airgel layer 1.
  • the fibrous material 3 can be easily ejected on the surface by making it fluff before hardening the resin. it can.
  • the protrusion of the fibrous substance 3 may be a part of the fibrous substance 3. That is, a part of the fibrous substance 3 may protrude from the surface of the holding material 2 and the other part may be fixed to the binder resin of the holding material 2. At this time, the end of the fibrous substance 3 may protrude and jump out like a beard, or the central part of the fibrous substance 3 may be curved and jump out like a loop. Both may be mixed. When the end portion of the fibrous substance 3 protrudes, the end portion of the fibrous substance 3 can easily enter the gap between the particles.
  • FIG. 2 shows a state in which the fibrous material 3 that protrudes in a loop shape and the fibrous material 3 that protrudes in a beard shape are mixed.
  • the protruding amount of the fibrous substance 3 (the length of the protruding fibrous substance 3 in the direction perpendicular to the surface of the holding material 2) can be in the range of 500 to 3000 ⁇ m.
  • the amount of the fibrous substance 3 popping out is a width that allows the fibrous substance 3 to enter the airgel layer 1.
  • the entering width of the fibrous substance 3 is not limited, but may be 1 to 50% or 5 to 30% of the thickness of the airgel layer 1. Thereby, adhesiveness further increases.
  • the fibrous substance 3 may have bite into the airgel layer 1.
  • the fibrous substance 3 of the holding material 2 bites into the airgel layer 1, the airgel layer 1 can be firmly supported by the fibrous substance 3.
  • a frame material may be provided on the outer periphery of the airgel layer 1.
  • the strength can be increased.
  • the frame material it is possible to suppress the airgel layer 1 from being broken at the end portion and being damaged.
  • a frame material what has heat insulation is preferable. For example, when the frame material is formed of a resin foam, the strength can be easily increased while ensuring heat insulation.
  • the heat insulating structure can have a rectangular shape in plan view.
  • the shape of the heat insulating structure may be a three-dimensional shape such as a raised surface, but it can be used as a panel to be attached to the structure by becoming a plate shape. It can be easily used as a material.
  • the size of the heat insulating structure is not particularly limited, but one side of the quadrangle constituting the board can be 0.1 m or more and 10 m or less.
  • the thickness of the heat insulation structure can be the sum of the thickness of the airgel layer 1 and the thickness of the holding material 2.
  • FIG. 3 shows another example of the embodiment of the heat insulating structure using the airgel particles A.
  • the holding material 2 is provided on one surface of the airgel layer 1
  • the fiber sheet 4 is provided on the other surface of the airgel layer 1.
  • the airgel layer 1 and the holding material 2 are the same as those described in the above embodiment.
  • the fiber sheet 4 is provided on the surface of the airgel layer 1 opposite to the holding material 2. Therefore, the surface of the airgel layer 1 can be covered and protected, and cracking and chipping can be suppressed to reduce the destruction of the airgel layer 1. Moreover, the surface on the opposite side to the holding material 2 of the airgel layer 1 can be reinforced, and the intensity
  • the fiber sheet 4 an appropriate sheet material containing fibers can be used.
  • a woven fabric or a non-woven fabric can be used.
  • the fiber glass fiber, organic fiber, pulp or the like can be used. Of these, glass cloth can be preferably used. When a glass cloth is used, the strength can be further increased while reducing the weight and thickness.
  • fibers impregnated with resin may be used.
  • a resin-impregnated glass cloth is exemplified. The fibers impregnated with the resin are integrally bonded to the airgel layer 1, whereby the adhesion between the fiber sheet 4 and the airgel layer 1 is increased, and the strength of the heat insulating structure can be further increased.
  • the adhesive agent which can be used for adhesion
  • the fiber sheet 4 is bonded and adhered to the airgel layer 1 with an adhesive component.
  • the fiber sheet 4 may be bonded between the airgel layer 1 composed of the airgel particles A and the fiber sheet 4 by introducing an adhesive by coating or the like. Or the fiber sheet 4 may be adhere
  • an adhesive component may be provided at the interface between the airgel layer 1 and the fiber sheet 4. In the case of separately providing an adhesive component for bonding the fiber sheet 4 and the airgel layer 1, an adhesive that can be used for bonding the airgel particles A described above can be used.
  • the fibrous substance 3 of the holding material 2 enters the airgel layer 1 in the same manner as the form shown in FIG. Thereby, as demonstrated in FIG. 2, the adhesiveness of the airgel layer 1 and the holding material 2 increases, and the intensity
  • FIG. 4A and 4B are other examples of the embodiment of the heat insulating structure using the airgel particles A.
  • FIG. In this heat insulating structure the holding material 2 is provided on one surface of the airgel layer 1, and the heat shield layer 5 is provided on the other surface of the airgel layer 1.
  • the heat shielding layer 5 is provided along the airgel layer 1.
  • 4A shows an overall schematic cross-sectional view
  • FIG. 4B shows a partial enlarged cross-sectional view.
  • the holding material 2 is formed slightly larger than the airgel layer 1 in a plan view (when viewed from a direction perpendicular to the surface of the airgel layer 1), and the end of the holding material 2 extends from the airgel layer 1. It is sticking out.
  • An end portion of the holding material 2 that protrudes from the airgel layer 1 becomes an extension portion 2a.
  • the extension portion 2a is provided with a through hole 6a for attaching the heat insulating structure to the structure with a fixture such as a screw, a nail or a screw.
  • the through hole 6a is an example of the attachment structure 6 for attaching the heat insulating structure to the structure.
  • the holding material 2 is provided with the attachment structure 6 for attaching to the structure.
  • the heat insulating structure can be easily attached to the structure.
  • the mounting structure 6 is not limited to the through hole 6a.
  • the attachment structure 6 may be configured by a fitting structure that is paired with the attachment portion of the structure.
  • a fillet portion 7 is formed at the boundary portion between the airgel layer 1 and the holding material 2.
  • the fillet portion 7 is provided so as to cover a boundary portion between the airgel layer 1 and the holding material 2.
  • the fillet portion 7 can be made of a resin material. By forming the fillet portion 7, stress concentration at the adhesion interface can be relaxed, and the bonding between the airgel layer 1 and the holding material 2 can be strengthened.
  • the fillet portion 7 can be provided so as to cover the side of the boundary between the airgel layer 1 and the holding material 2.
  • the fillet portion 7 may be formed by applying a resin material after joining the airgel layer 1 and the holding material 2, or may be formed by an excess of the adhesive when the airgel layer 1 and the holding material 2 are bonded.
  • the resin material examples include components of an adhesive that adheres the airgel particles A, such as an epoxy resin and an acrylic resin. Furthermore, in order to suppress heat conduction inside the fillet portion 7, it is also preferable to have a porous structure inside.
  • the porous structure can be constituted by mixing porous material particles 7a, a foamed resin material, or a mixture of both.
  • FIG. 4B shows a state in which the porous material particles 7 a are dispersed in the fillet portion 7.
  • the porous material particles 7a are not particularly limited, but inorganic materials such as hollow glass beads, shirasu balloons, fumed silica, and airgel, and resin-made porous particles such as polystyrene and polyimide can be used.
  • the foamed resin material is not particularly limited, but it is preferable to use a foamed resin material such as urethane foam.
  • the fillet portion 7 may not have a porous structure.
  • FIGS. 5A to 5C are explanatory views for explaining the shape of the fillet portion 7 of the heat insulating structure.
  • the fillet portion 7 is provided to alleviate the stress concentration at the adhesion interface, and is provided so as not to protrude at the boundary portion between the holding material 2 and the airgel layer 1. It is preferable. Therefore, it is preferable that the fillet portion 7 is provided inward of the straight line 7r connecting the boundary point 7p with the holding material 2 and the boundary point 7q with the airgel layer 1 in the fillet portion 7.
  • the fillet portion 7 protrudes outward from a straight line 7r connecting the boundary point 7p with the holding material 2 and the boundary point 7q with the airgel layer 1, and there is a possibility that stress concentration cannot be relaxed.
  • the boundary point 7q between the fillet portion 7 and the airgel layer 1 is preferably a position that is half or less of the airgel layer 1 in the thickness direction, and more preferably one-third or less, from the viewpoint of improving heat insulation.
  • the corner (corner) of the boundary portion between the holding material 2 and the airgel layer 1 is preferably completely filled with the fillet portion 7, but may not be strictly filled. Even if some gaps are formed in the corners, the strength can be maintained.
  • the angle at which the fillet portion 7 rises from the surface of the holding material 2 can be defined as the rise angle ⁇ 1.
  • the rising angle ⁇ 1 is preferably 90 ° or less.
  • the angle at which the fillet portion 7 rises from the side surface of the airgel layer 1 can be defined as the rise angle ⁇ 2.
  • the rising angle ⁇ 2 is preferably 90 ° or less. Therefore, both ⁇ 1 and ⁇ 2 are preferably 90 ° or less. ⁇ 1 and ⁇ 2 are more preferably 45 ° or less, and even more preferably 30 ° or less. Since the surface of the fillet 7 is smoothly connected from the surface of the holding material 2 and the side surface of the airgel layer 1, the stress relaxation effect can be enhanced.
  • FIG. 1 is preferably 90 ° or less.
  • FIG. 5B shows an example in which ⁇ 1 and ⁇ 2 are 45 ° and the surface of the fillet portion 7 is flat.
  • FIG. 5A shows an example in which ⁇ 1 and ⁇ 2 are less than 45 ° and the surface of the fillet portion 7 has a curved surface.
  • the fillet portion 7 is formed in a curved shape from the surface of the holding material 2 to the side surface of the airgel layer 1.
  • both ⁇ 1 and ⁇ 2 are less than 45 °
  • the surface of the fillet portion 7 is not a flat surface but a concave surface.
  • the surface of the fillet portion 7 may be composed of a plurality of planes. In other words, it is a cut glass surface. Further, it may be a facet surface. Of course, from the viewpoint of stress relaxation, it is more preferable that each surface has an arc shape and rises smoothly.
  • the heat shield layer 5 is a layer that blocks heat by suppressing heat conduction.
  • the heat shielding layer 5 is preferably composed of a layer containing a heat shielding metal. More preferably, the heat shield layer 5 includes aluminum. Since the heat-insulating layer 5 contains aluminum, heat conduction due to radiation can be suppressed, so that the heat-insulating effect is increased and the heat insulating property can be further improved. Moreover, since aluminum can reflect infrared rays, heat insulation can be further improved.
  • a preferred form of the heat shield layer 5 is made of an aluminum sheet. For example, an aluminum vapor-deposited sheet is preferable because it is easy to handle and has high heat shielding properties.
  • the thermal-insulation layer 5 may comprise composite sheets, such as a laminated body of aluminum foil and a resin sheet.
  • the thickness of the heat shielding layer 5 is not particularly limited, but for example, a thickness in the range of 0.001 to 10 mm can be used.
  • the surface of the airgel layer 1 opposite to the side on which the holding material 2 is provided is covered with the heat shielding layer 5.
  • the heat shield layer 5 is attached to the airgel layer 1 with an adhesive. This adhesive may be introduced by coating or the like separately from the adhesive that fixes the airgel particles A, or may be an adhesive that adheres the airgel particles A.
  • the heat shielding layer 5 preferably also functions as a protective material for protecting the surface of the airgel layer 1.
  • the mode of providing the present invention is not limited to this.
  • the heat shield layer 5 may be provided between the holding material 2 and the airgel layer 1.
  • the heat shielding layer 5 may be formed on the surface of the airgel layer 1 opposite to the side on which the holding material 2 is provided, and the fiber sheet 4 described in FIG. 3 may be stacked thereon.
  • the airgel layer 1 may be composed of a plurality of layers, and the heat shield layer 5 may be inserted between the plurality of airgel layers 1.
  • the heat shielding layer 5 is provided in a layered form, heat conduction can be suppressed and heat insulation can be enhanced.
  • the heat shielding layer 5 is provided on the surface of the airgel layer 1 as shown in FIGS. 4A and 4B.
  • the fibrous substance 3 of the holding material 2 enters the airgel layer 1, as in the embodiment shown in FIG. Thereby, as demonstrated in FIG. 2, the adhesiveness of the airgel layer 1 and the holding material 2 increases, and the intensity
  • the heat insulating structure described in FIGS. 1 to 3, 4A and 4B can be attached to a structure such as an airframe, and can be used as a structural material or an interior material of the airframe.
  • the airframe refers to an airplane, a ship, a spacecraft, a rocket, or a vehicle such as an automobile or a railway vehicle.
  • the aircraft may be movable. Movable materials are required to have durability under harsh conditions. However, if the heat insulating structure described above is used, the strength is increased by the holding material 2, so that the heat insulating structure is prevented from being destroyed. can do.
  • As the aircraft an aircraft in which a person gets in is particularly preferable.
  • the heat insulating structure has excellent heat insulating properties, the inside of the airframe can be brought to a suitable temperature.
  • the airframe which a person does not board may be sufficient. In that case, it is possible to improve the temperature environment inside the machine body and reduce the burden on the machine and equipment.
  • the heat insulation structure has high strength, the strength of the structure can be increased.
  • the heat insulating structure is lightweight, the weight of the airframe can be reduced, and fuel efficiency (so-called fuel efficiency) can be improved.
  • the heat insulating structure can be attached to a structure other than the airframe, such as a building.
  • the holding material 2 When attaching to a structure, the holding material 2 can be attached to, for example, a wall surface, a ceiling, or a floor surface of the structure. At this time, preferably, the holding material 2 is disposed on the outer side, and the airgel layer 1 is disposed on the inner side. Thereby, excellent strength and heat insulation can be imparted to the structure.
  • the airgel particles A are preferably bonded and integrated with an adhesive to form the airgel layer 1, and the holding material 2 is bonded to the surface of the airgel layer 1.
  • a mixture in which the airgel particles A and the adhesive are mixed is prepared in advance, and the mixture and the holding material 2 are layered and pressed with a mold to cure a resin such as an adhesive. .
  • the holding material 2 As the material of the holding material 2, a hardened material can be used, but it is also preferable to use a material before being completely cured. If an uncured or semi-cured fiber-containing material is used, the holding material 2 can be cured at the same time as the adhesion to the airgel layer 1, and it can be molded efficiently and can be adhered with high adhesion. In the bonding of the airgel particles A and the bonding of the airgel layer 1 and the holding material 2, it is preferable to bond them by a press. According to the press, adhesion can be easily performed with high adhesion. Moreover, adhesiveness can be improved by heating and pressurizing and pressing.
  • the adhesion of the airgel particles A, the shaping of the holding material 2, and the adhesion between the holding material 2 and the airgel layer 1 can be performed simultaneously.
  • the efficiency of bonding and molding can be further increased.
  • the material of the holding material 2 is semi-cured, and the surface is fluffed and roughened to form a fibrous material.
  • the substance 3 can be ejected.
  • a fibrous body in which the fibrous substance 3 is solidified and formed into a plate shape is used as a material of the holding material 2.
  • the fibrous substance 3 is ejected by fluffing the surface, and then the fibrous body is impregnated with a binder resin. May be.
  • a material that improves the release from the press die such as a release agent and a release sheet, can be used as appropriate.
  • the heat insulating structure as shown in FIG. 1 can be formed by bonding and forming the airgel particles A and the holding material 2 by pressing.
  • a frame material when providing frame materials, such as a resin foam, on an outer periphery, a frame material can be adhere
  • 4 ⁇ / b> A, and 4 ⁇ / b> B can be manufactured by the same method according to the method described above.
  • the fiber sheet 4 can be attached to the surface of the airgel layer 1 opposite to the holding material 2 with an adhesive.
  • the heat insulating structure of FIG. 3 is formed by previously stacking the material of the fiber sheet 4, the airgel layer 1, and the material of the holding material 2, and pressing the stacked laminate. Also good. In this case, since integral molding becomes possible, the fabrication becomes easy, the adhesion between the fiber sheet 4 and the airgel layer 1 is increased, and the strength of the heat insulating structure can be further increased.
  • the material of the heat-shielding layer 5 can be affixed on the surface on the opposite side to the holding material 2 of the airgel layer 1 with an adhesive after pressing. it can.
  • the heat insulation structure of FIG. 4A and FIG. 4B overlaps the material of the thermal-insulation layer 5, the airgel layer 1, and the material of the holding material 2 beforehand, and presses this laminated
  • integral molding becomes possible, the fabrication becomes easy and the adhesion between the heat-insulating layer 5 and the airgel layer 1 is increased, and the strength of the heat insulating structure can be further increased.
  • a through-hole 6a can be formed as the attachment structure 6 in the extension portion 2a by forming a hole penetrating with an appropriate drilling tool such as a drill.
  • the heat insulating structure can be formed as a plate-shaped heat insulating structure (heat insulating panel).
  • heat insulating panel heat insulating panel
  • the heat insulating structure becomes a panel
  • a part of the heat insulating structure is damaged or deteriorated in the structure and the part is replaced
  • the heat insulating structure can be easily replaced with a new one.
  • shapes other than the board can be formed by pressing using an appropriate forming die.
  • the heat insulating structure formed in this way is excellent in heat insulating properties and strength, and is useful as a material for the structure. In particular, it can be used for walls of moving bodies, especially airplanes, spacecrafts, railway vehicles, automobiles, ships and the like.
  • Airgel particle 1 Airgel layer 2 Holding material 2a Extension part 3 Fibrous substance 3a Insertion part 4 Fiber sheet 5 Thermal insulation layer 6 Mounting structure 6a Through-hole 7 Fillet part 7a Porous material particle

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Abstract

　強度が高く、断熱性に優れた断熱構造体を提供する。　断熱構造体は、エアロゲル粒子Ａ、接着剤及び繊維を含むエアロゲル層１と、エアロゲル層１の少なくとも一方の面に設けられ、繊維状物質３とバインダ樹脂とを含む保持材２とを有する。繊維は、保持材２に含まれる繊維状物質３の一部で構成されている。

Description

エアロゲルを用いた断熱構造体
　本発明は、飛行機、車両などに利用可能なエアロゲルを用いた断熱構造体に関する。
　従来、断熱材として、ウレタンフォームやフェノールフォームなどのフォーム材（発泡性の断熱材）が知られている。フォーム材は、発泡により生じた気泡によって断熱性を発揮するものである。このようなウレタンフォームやフェノールフォームは、一般的に、熱伝導率が空気の熱伝導率よりも高い。したがって、断熱性をより高めるためには、熱伝導率を空気よりも低くすることが有利である。空気よりも低い熱伝導率を達成させる方法として、ウレタンフォームやフェノールフォームなどの発泡させた材料の空隙内にフロンガスなどの熱伝導率の低いガスを充填させる方法などが知られている。しかしながら、空隙内にガスを充填する方法では、経時的に空隙内からガスが漏れ出ていき、熱伝導率が上昇してしまう可能性がある。
　近年、ケイ酸カルシウムの多孔体やガラス繊維を気密性の袋に封入し、１０Ｐａ程度の真空状態にしたものなど、真空を利用して断熱性を高める手法が提案されている。しかし、真空による断熱は、真空状態を保つ必要があり、経時的な劣化や製造コストにおいて問題がある。さらに真空を利用して断熱材を形成するにしても、真空を維持するために形状の制約を受け、用途が著しく限定されてしまい、充分に実用化がなされていない。
　ここで、飛行機などの機体に用いる強度の高い断熱構造として、特許文献１には、断熱材としてのフォーム層を有する航空機の胴体構造が開示されている。しかしながら、この文献の構造では、断熱層が樹脂発泡材料であるため断熱性が低く、断熱効果を得るためには厚みを厚くすることが必要であった。また、断熱層は外郭構造に吹き付けて施工するため、その断熱性が劣化した場合、交換作業が困難であった。
特表２０１０－５１６５３７号公報 米国特許第４４０２９２７号 米国特許第４４３２９５６号 米国特許第４６１０８６３号
　常圧でも空気の熱伝導率よりも低い断熱材の材料として、微細多孔質シリカの集合体（いわゆるエアロゲル）が知られている。この材料は、例えば、米国特許第４４０２９２７号、米国特許第４４３２９５６号、米国特許第４６１０８６３号に開示されているような方法で得ることができる。これらの方法によれば、原料としてアルコキシシラン（別にシリコンアルコキシド又はアルキルシリケートとも称する）を用い、シリカエアロゲルを作製することができる。具体的には、シリカエアロゲルは、アルコキシシランを溶媒の存在下で加水分解させて縮重合して得られるシリカ骨格からなる湿潤状態のゲル状化合物を、溶媒の臨界点以上の超臨界条件で乾燥することによって得ることができる。溶媒としては、例えば、アルコールまたは液化二酸化炭素等が用いられる。
　エアロゲルが粒子状になったエアロゲル粒子は、熱伝導率が空気よりも低く、種々の形状に成形が可能であり、取扱いも容易で、断熱材の原料として有用である。そのため、このエアロゲル粒子を接着剤で固めて断熱材の材料として用いることが考えられる。
　しかしながら、エアロゲル粒子は、非常に軽量であると共に、強度が小さく脆い。そのため、エアロゲル粒子を成形して断熱材を作製したとしても、粒子自体が脆いものであるので、成形物の強度は低くなり、割れたり欠けたり壊れたりしやすいものとなってしまう。特に、飛行機、車両、船舶、宇宙機といった機体の材料として利用した場合には、エアロゲルの成形体が破損しやすいため、不良となったり、断熱性が低下したりするおそれがある。強度を高めるために、エアロゲルに補強材などを混合したり接着材料を増加したりすることが考えられるが、その場合、補強材や接着材料によってかえって断熱性が低下するおそれがある。そのため、断熱性が低下することを抑制しつつ強度を高めて、強度と断熱性能とを両立させることが求められている。
　本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、強度が高く断熱性に優れた断熱構造体を提供することを目的とするものである。
　本発明に係る断熱構造体は、
　エアロゲル粒子、接着剤及び繊維を含むエアロゲル層と、
　前記エアロゲル層の少なくとも一方の面に設けられ、繊維状物質とバインダ樹脂とを含む保持材と、
　を有し、
　前記繊維は、前記保持材に含まれる前記繊維状物質の一部で構成されていることを特徴とする。
　前記エアロゲル層に含まれる接着剤と、前記保持材に含まれるバインダ樹脂とが、前記エアロゲル層と前記保持材との境界で混じり合っていることが好ましい。
　前記繊維状物質は炭素繊維であることが好ましい。
　前記エアロゲル層の一方の面に前記保持材が設けられ、
　前記エアロゲル層の他方の面に繊維シートが設けられていることが好ましい。
　前記エアロゲル層に添って遮熱層が設けられていることが好ましい。
　構造物に取り付けるための取付構造が、前記保持材に設けられていることが好ましい。
　前記エアロゲル層と前記保持材との境界部分にフィレット部が設けられていることが好ましい。
　前記フィレット部は多孔質構造を有することが好ましい。
　本発明によれば、エアロゲル層が繊維状物質を含む保持材により補強されるので、強度が高く断熱性に優れた断熱構造体を得ることができる。
断熱構造体の実施形態の一例を示す概略断面図である。 断熱構造体の実施形態の一例を示す一部を拡大した概略断面図である。 断熱構造体の実施形態の一例を示す概略断面図である。 断熱構造体の実施形態の一例を示す概略断面図であり、全体図を示す。 断熱構造体の実施形態の一例を示す概略断面図であり、拡大図を示す。 断熱構造体を説明する断面図である。 断熱構造体を説明する断面図である。 断熱構造体を説明する断面図である。 エアロゲル粒子の一例の模式図である。 エアロゲル粒子の一例の模式図である。 エアロゲル粒子の一例の模式図である。 エアロゲル粒子の電子顕微鏡写真である。
　エアロゲル（ａｅｒｏｇｅｌ）は、ゲル中に含まれる溶媒を乾燥により気体に置換した多孔性の物質（多孔質体）である。粒子状のエアロゲルをエアロゲル粒子という。エアロゲルとしては、シリカエアロゲル、カーボンエアロゲル、アルミナエアロゲルなどが知られているが、このうちシリカエアロゲルを好ましく用いることができる。シリカエアロゲルは、断熱性に優れ、製造が容易であり、コストも安く、他のエアロゲルよりも容易に得ることができる。なお、ゲル中の溶媒が蒸発などにより失われて、空隙を持つ網目構造となったものをキセロゲル（ｘｅｒｏｇｅｌ）ということもあるが、本明細書におけるエアロゲルは、キセロゲルを含むものであってよい。
　図６Ａ～図６Ｃに、エアロゲル粒子の一例の模式図を示す。図６Ａ及び図６Ｂに示すように、このエアロゲル粒子Ａはシリカエアロゲル粒子であり、数１０ナノオーダー（例えば２０～４０ｎｍ）の気孔を有するシリカ（ＳｉＯ2）構造体である。このようなエアロゲル粒子Ａは超臨界乾燥などによって得ることができる。エアロゲル粒子Ａは、エアロゲル粒子Ａを構成する微粒子Ｐ（シリカ微粒子）が三次元の網目状に連結することにより形成されている。シリカ微粒子１個の大きさは例えば１～２ｎｍ程度である。図６Ｃに示すように、エアロゲル粒子Ａの数１０ナノオーダーの気孔には気体Ｇが入り込むことができる。そして、この気孔が空気の成分である窒素や酸素の移動を阻害することにより、熱伝導率を空気よりも低いレベルに低下させることができる。例えば、従来の断熱材における空気が熱伝導率ＷＬＦ λ ３５～４５ｍＷ／ｍ・Ｋであったところ、エアロゲル粒子により熱伝導率ＷＬＦ λ ９～１２ｍＷ／ｍ・Ｋのレベルまで熱伝導率を低下させることができる。なお、エアロゲル粒子Ａは、一般的に、疎水性の性質を有する。例えば、図６Ｂに示すシリカエアロゲル粒子では、アルキル基（メチル基：ＣＨ3）がケイ素（Ｓｉ）に結合しており、ケイ素に結合した水酸基（ＯＨ）は少ない。したがって、シリカエアロゲル粒子の表面の極性は低い。
　図７は、シリカエアロゲル粒子の電子顕微鏡写真である。このシリカエアロゲル粒子は超臨界乾燥法によって得たものである。シリカエアロゲル粒子が三次元の立体網目構造をとることはこの写真からも理解される。なお、エアロゲル粒子Ａは、一般的に１０ｎｍ未満の大きさのシリカ微粒子が線状に連結して網目構造が形成されるものであるが、微粒子の境目が曖昧になったり、シリカ構造（－Ｏ－Ｓｉ－Ｏ－）が線状に延びたりして網目構造が形成されていてもよい。
　エアロゲル粒子としては、特に限定されるものではなく、一般的な製造方法によって得られたものを用いることができる。代表的なものとして、超臨界乾燥法によって得られるエアロゲル粒子と、常圧乾燥法を利用して得られるエアロゲル粒子とがある。
　超臨界乾燥法によって得られるシリカエアロゲル粒子は、液相反応であるゾル－ゲル法によって重合させてシリカ粒子を作製し、溶媒を超臨界乾燥によって除去することにより得ることができる。原料としては、例えば、アルコキシシラン（シリコンアルコキシド又はアルキルシリケートともいう）を用いる。そして、このアルコキシシランを溶媒の存在下で加水分解させて縮重合して得られるシリカ骨格からなる湿潤状態のゲル状化合物を、溶媒の臨界点以上の超臨界条件で乾燥する。溶媒としては、例えば、アルコールまたは液化二酸化炭素などを用いることができる。このように超臨界条件によって乾燥されることにより、ゲルの網目構造を保持したまま溶媒が除去されて、エアロゲルを得ることができる。エアロゲルが粒子状となったエアロゲル粒子は、溶媒を含むゲルを粉砕して粒子化し、この溶媒を含んだ粒子状のゲルを超臨界乾燥することにより得ることができる。あるいは、エアロゲル粒子は、超臨界乾燥によって得られたエアロゲルのバルク体を粉砕することにより得ることができる。
　エアロゲル粒子の原料となるアルコキシシランとしては、特に限定されるものではないが、２官能、３官能又は４官能のアルコキシシランを単独で又は複数種を混合して用いることができる。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挙げられる。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挙げられる。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挙げられる。また、アルコシシシランとして、ビストリメチルシリルメタン、ビストリメチルシリルエタン、ビストリメチルシリルヘキサン、ビニルトリメトキシシランなどを用いることもできる。また、アルコキシシランの部分加水分解物を原料に用いてもよい。
　アルコキシシランの加水分解と縮重合は、水の存在下で行うことが好ましく、さらに水との相溶性を有し、且つアルコキシシランを溶解する有機溶媒と、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溶媒として用いた場合、加水分解工程と縮重合工程を連続して行うことができ、効率よくゲルを得ることができる。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よいし、二種以上を併用してもよい。
　また、アルコキシシランの加水分解と縮重合は、アルコキシシランのアルコキシ基を脱離させて縮合反応を起こさせることが可能な触媒の存在下で行うことが好ましい。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。具体的には、酸性触媒としては、例えば、塩酸、クエン酸、硝酸、硫酸、フッ化アンモニウム等が挙げられる。また、塩基性触媒としては、例えば、アンモニア、ピペリジン等が挙げられる。
　また、アルコキシシランの反応液中には、適宜の成分を添加してもよい。例えば、界面活性剤、官能基導入剤、などが挙げられる。このような添加成分により、エアロゲル粒子に適宜の機能性を付与することができる。
　そして、得られた湿潤ゲルを超臨界乾燥することにより、エアロゲルを得ることができる。その際、湿潤ゲルを切断や粉砕などによってあらかじめ粒子化して、溶媒を含んだ粒子状のゲルを作製し、この粒子状のゲルを超臨界乾燥することが好ましい。それにより、エアロゲル構造を破壊することなく粒子化及び乾燥を行うことができ、エアロゲル粒子を容易に得ることができる。この場合、粒子状のゲルの大きさを揃えておくことにより、エアロゲル粒子の大きさを整えることができる。また、エアロゲルをバルクで得た後に、エアロゲルのバルク体を粉砕機により粉砕することにより、エアロゲル粒子を得るようにしてもよい。なお、得られたエアロゲル粒子はふるいや分級などによって、粒子の大きさをさらに揃えることができる。エアロゲル粒子の大きさが整うと、取扱い性を高めることができるとともに、安定な成形物を得やすくすることができる。
　水ガラスを利用して得られるエアロゲル粒子は、例えば、シリカゾルの作製、シリカゾルのゲル化、熟成、ゲルの粉砕、溶媒置換、疎水化処理、乾燥という工程を順番に行う常圧乾燥法により製造することができる。水ガラスは、一般的にケイ酸ナトリウムなどのケイ酸金属塩の高濃度の水溶液である。例えば、ケイ酸金属塩を水に溶かして加熱することで得られる。
　シリカゾル作製の原料としては、ケイ酸アルコキシド、ケイ酸アルカリ金属塩等を使用することができる。ケイ酸アルコキシドとしては、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挙げられる。また、ケイ酸アルコキシドとして、上記超臨界乾燥法で説明した各種のアルコキシシランを用いてもよい。また、ケイ酸アルカリ金属塩としては、ケイ酸カリウム、ケイ酸ナトリウム等が挙げられる。このうち、安価な点でケイ酸アルカリ金属塩を好適に用いることができ、更には入手が容易であるケイ酸ナトリウムをより好適に用いることができる。
　ケイ酸アルカリ金属塩を用いる場合には、塩酸、硫酸等の無機酸により中和する方法か、あるいは対イオンがＨ+とされている陽イオン交換樹脂を用いる方法により、シリカゾルを作製することができる。これらの方法のうちでも、陽イオン交換樹脂を用いることが好ましい。
　酸型の陽イオン交換樹脂を用いてシリカゾルを作製するには、陽イオン交換樹脂を充填した充填層に適切な濃度のケイ酸アルカリ金属塩の溶液を通過させることにより行うことができる。あるいは、シリカゾルの作製は、ケイ酸アルカリ金属塩の溶液に、陽イオン交換樹脂を添加、混合し、アルカリ金属を除去した後に濾別するなどして陽イオン交換樹脂を分離することにより行うことができる。その際、陽イオン交換樹脂の量は、溶液に含まれるアルカリ金属を交換可能な量以上であることが好ましい。陽イオン交換樹脂により溶液の脱アルカリ（脱金属）が行われる。
　酸型の陽イオン交換樹脂としては、例えば、スチレン系、アクリル系、メタクリル系等で、イオン交換性基としてスルフォン酸基やカルボキシル基が置換されたものを用いることができる。このうち、スルフォン酸基を有する、いわゆる強酸型の陽イオン交換樹脂を好適に用いることができる。なお、陽イオン交換樹脂は、アルカリ金属の交換に使用した後に、硫酸や塩酸を通過させることで、再生処理を行うことができる。
　シリカゾルの作製後、シリカゾルをゲル化させ、次いでその熟成を行う。ゲル化及び熟成においては、ｐＨを調整することが好ましい。すなわち、通常、陽イオン交換樹脂によりイオン交換されたシリカゾルのｐＨは低く、例えば３以下である。このようなシリカゾルを中和して弱酸性から中性のｐＨ領域とすることによりシリカゾルがゲル化する。例えば、シリカゾルのｐＨを５．０～５．８、好ましくは５．３～５．７とすることによってゲル化させることができる。ｐＨの調整は塩基及び酸の添加により行うことができる。塩基としては、アンモニア水、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、ケイ酸アルカリ金属塩などを用いることができる。酸としては、塩酸、クエン酸、硝酸、硫酸などを用いることができる。ｐＨ調整後、ゲルを静置して熟成を行う。熟成は、例えば、４０～８０℃の温度条件で、４～２４時間程度であってもよい。
　熟成工程に引き続き、ゲルを粉砕することが好ましい。このゲルの粉砕により、目的とするエアロゲル粒子を容易に得ることが可能になる。ゲルの粉砕は、例えばヘンシャル型のミキサーにゲルを入れるか、あるいはミキサー内でゲル化させ、ミキサーを適度な回転数と時間で運転することにより行うことができる。
　粉砕工程に引き続き、好ましくは、溶媒置換が行われる。この溶媒置換はゲルを乾燥するに際し、乾燥収縮を起こさないよう、ゲルの作製に用いた水などの溶媒を、表面張力の小さな溶媒に置き換えるものである。直接水を表面張力の小さな溶媒に置き換えることは困難なため、通常はこの溶媒置換は、複数の段階、好ましくは２段階で行なわれる。１段目に用いる溶媒の選定基準としては、水、及び２段目の溶媒置換に用いられる溶媒に対して馴染みが良いことが挙げられる。１段目は、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、アセトン等を用いることができ、好適には、エタノールを用いることができる。また２段目に用いる溶媒の選定基準としては、引き続き行われる疎水化処理に用いられる処理剤と反応しないこと、乾燥収縮を起こさないために表面張力が小さいことが挙げられる。２段目に用いる溶媒としては、ヘキサン、ジクロロメタン、メチルエチルケトン等を用いることができ、好適にはヘキサンを用いることができる。もちろん、必要に応じて、上記１段目の溶媒置換と２段目の溶媒置換との間に、更なる溶媒置換を行っても構わない。
　溶媒置換の後に、疎水化処理を行うことが好ましい。疎水化処理に用いる処理剤としては、アルキルアルコキシシランやハロゲン化アルキルシランなどを用いることができる。例えば、ジアルキルジクロロシラン、モノアルキルトリクロロシランを好ましく用いることができ、原料コストや反応性を考慮するとジメチルジクロロシランを特に好適に用いることができる。なお、疎水化処理は、溶媒置換の前に行ってもよい。
　そして、疎水化処理の後に、濾別して溶媒とゲルとを分離する。次いで、未反応の処理剤を取り除くためにゲルを溶媒で洗浄する。その後、ゲルを乾燥する。乾燥は常圧であってよい。また、加温したり温風を吹き込んだりしてもよい。乾燥は、不活性ガス（例えば窒素）の雰囲気下で行うことが好ましい。これにより、ゲル中の溶媒がゲルからとり除かれ、エアロゲル粒子を得ることできる。
　超臨界乾燥法によって得たエアロゲル粒子と、水ガラスを利用して得たエアロゲル粒子とは、基本的に同じ構造を有するものである。すなわち、シリカ微粒子が連結し、三次元の網目状となった粒子構造となる。
　エアロゲル粒子の形状は、特に限定されるものではなく、種々の形状であってよい。上記で説明した方法でエアロゲル粒子を得た場合、粒子化するために粉砕等を行っているため、通常、エアロゲル粒子の形状は不定形の形状となる。いわば表面がごつごつした岩状の粒子となる。もちろん、球状やラグビーボール状などの粒子でもよい。また、パネル状、フレーク状、繊維状であってもよい。また、エアロゲル粒子は、成形に用いる原料としては、粒子の大きさが種々のものが混合したものであってよい。成形物においては、エアロゲル微粒子が接着して一体化されるため、粒子の大きさが揃っていなくてもよい。エアロゲル粒子の大きさは、例えば、粒子の最長の長さが１μｍ以上１０ｍｍ以下の範囲であってよい。ただし、取扱い性や成形容易性の観点からは、大きすぎる粒子や小さすぎる粒子が混在していない方が好ましい。そのため、エアロゲル粒子は、適度の大きさにそろえることができる。例えば、エアロゲル粒子の最長の長さが１μｍ以上１ｍｍ未満の範囲のミクロンオーダーの粒子であってもよい。あるいは、エアロゲル粒子の最長の長さが１００μｍ以上５ｍｍ未満の範囲の１ミリ前後のサイズの粒子であってもよい。あるいは、エアロゲル粒子の最長の長さが１ｍｍ以上１０ｍｍ未満の範囲のミリオーダーの粒子であってもよい。エアロゲル粒子の好ましい粒径の範囲としては、５００μｍ～１．５ｍｍが例示される。
　本発明では、以上で説明したようなエアロゲル粒子を、断熱構造体を構成する断熱層の材料として用いる。そのため、熱伝導性が低く断熱性に優れた断熱構造体を得ることができる。
　図１は、エアロゲル粒子Ａを用いた断熱構造体の実施形態の一例である。
　本形態の断熱構造体は、エアロゲル粒子Ａ及び接着剤を含むエアロゲル層１を備えている。エアロゲル層１はいわゆる断熱層を形成する。このエアロゲル層１の一方の面には、保持材２が設けられている。保持材２は、繊維状物質３とバインダ樹脂とを含んでいる。エアロゲル層１の一方の面に保持材２が設けられていることにより、保持材２を構造物に取り付けて断熱構造を容易に構造物に構築することができる。また、エアロゲル層１の表面が保持材２により補強されて保護される。そのため、エアロゲル層１が破壊されることを抑制することができる。特に、エアロゲル粒子Ａが接着剤で固められたエアロゲル層１は破壊されやすいが、エアロゲル層１に保持材２が貼り付くことにより、エアロゲル層１の強度を高めるとともにエアロゲル層１の表面を保護することができる。そして、保持材２は、繊維状物質３がバインダ樹脂によって固められており、強度が高いため、エアロゲル層１が外部からの衝撃によって破壊されることを抑制することができる。また、エアロゲル層１に曲げ方向の力が働いたとしても、保持材２が形状を保持しようとするため、曲げ方向の力に対して対抗することができ、エアロゲル層１が割れたりして破壊されることを低減することができる。そのため、強度が高く断熱性に優れた断熱構造体を得ることができる。なお、図１では、保持材２に繊維状物質３が含まれていることが分かりやすくなるように、数個の繊維状物質３を抽出して描画している。実際には保持材２は繊維状物質３を密に含むものであってよい。繊維状物質３が密集することにより、保持材２の強度が高まる。
　保持材２は、断熱構造体の強度を保持する強度保持材として機能する。図１に示される形態では、エアロゲル層１の一方の面に保持材２が貼り付けられている。保持材２は、エアロゲル層１の両面に貼り付けられていてもよい。それにより、さらに強度が高まってエアロゲル層１が破壊されにくくすることができる。ただし、保持材２が構造物の強度を補強するための部材を兼ねる場合には、この保持材２はエアロゲル層１の片面であることが好ましい。それにより、構造物に取付けやすくすることができる。
　保持材２は、エアロゲル層１の表面全体を覆うことが好ましい。すなわち、保持材２の大きさをエアロゲル層１の大きさと同じかそれよりも大きくして、保持材２でエアロゲル層１の端縁まで覆うものである。それにより、エアロゲル層１の端部が保持材２で補強されて、エアロゲル層１が端部で欠けたりすることを抑制することができる。
　エアロゲル層１は、複数のエアロゲル粒子Ａが接着剤により固着することにより形成されている。エアロゲル粒子Ａを固着させてエアロゲル層１を形成する接着剤としては、接着性を有する適宜の樹脂（樹脂組成物）を用いることができる。樹脂の主成分としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、などを挙げることができる。また、樹脂組成物には、樹脂の硬化を促進したり補助したりする成分が含まれていてもよい。例えば、硬化剤、硬化促進剤、重合開始剤などである。エアロゲル層１の厚みは、特に限定されるものではないが、構造物の一部として用いるためには、例えば、１～１００ｍｍの厚みの範囲内にすることができる。
　保持材２は、繊維状物質３とバインダ樹脂とを含んでいる。保持材２においては、複数の繊維状物質３がバインダ樹脂で結合している。繊維状物質３とバインダ樹脂とで構成される保持材２により、軽量化を図るとともに、強度を高めることができる。繊維状物質３は、複数の繊維の破片により構成されるものであってよい。
　保持材２は、樹脂が密集して固まった繊維体にバインダ樹脂が含浸されて固められたものであってもよいし、繊維状物質３がバインダ樹脂に分散した組成物が固められたものであってもよい。繊維体を用いる場合、厚みのある織布又は不織布や、板状の繊維材料などを使用することができる。保持材２に含まれる繊維状物質３は複数の単繊維が集合した繊維束であることが好ましい。それにより、複数の繊維の絡まりが高まって、断熱構造体の強度をより高めることができる。もちろん、繊維状物質３は長繊維であってもよい。また、保持材２においては、繊維状物質３が面方向に配向されていることが好ましい。それにより、曲げに対する強度をより高めることができる。
　繊維状物質３の繊維長は、特に限定されるものではないが、好ましくは５ｍｍ～５ｍ、より好ましくは５ｃｍ～２０ｃｍである。繊維長がこの範囲であることにより、断熱構造体の強度がさらに高まる。繊維状物質３の繊維径は、特に限定されるものではないが、好ましくは３～２０μｍである。繊維径がこの範囲であることにより、断熱構造体の強度がさらに高まる。
　繊維状物質３としては、炭素繊維、ガラス繊維、有機繊維、合成繊維、パルプ、など適宜の繊維を用いることができる。このうち、繊維状物質３として炭素繊維を用いることが好ましい。炭素繊維（カーボン繊維）を用いることにより、強度をさらに高めることができる。また、炭素繊維は軽量なため、断熱構造体の軽量化を図ることができる。特に機体の構造物の材料として用いる場合には、炭素繊維を用いることが有用である。
　保持材２は、複数の繊維状物質３がバインダ樹脂により固着することにより形成されている。繊維状物質３を固着させて保持材２を形成するバインダ樹脂としては、接着性を有する適宜の樹脂（樹脂組成物）を用いることができる。樹脂の主成分としては、例えば、エポキシ樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、酢酸ビニル樹脂、シリコーン樹脂、ウレタン樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、などを挙げることができる。また、樹脂組成物には、樹脂の硬化を促進したり補助したりする成分が含まれていてもよい。例えば、硬化剤、硬化促進剤、重合開始剤などである。保持材２の厚みは、特に限定されるものではないが、構造体として用いるためには、例えば、１～１００ｍｍの厚みの範囲内にすることができる。
　保持材２に用いるバインダ樹脂は、エアロゲル粒子Ａを固着する接着剤と同じものであることが好ましい一態様である。その場合、保持材２のバインダ樹脂とエアロゲル層１の接着剤との相溶性が高まって、保持材２とエアロゲル層１との境界面での接着性を高めることができる。また、材料の種類を減らすことが可能になり、製造性を高めることができる。
　保持材２に用いるバインダ樹脂は、エアロゲル粒子Ａを固着する接着剤とは異なるものであることが別の好ましい一態様である。その場合、エアロゲル層１に用いる接着剤として、断熱性が確保できるとともに、エアロゲル粒子Ａの接着性を高めるのに適した接着剤を用いることができる。また、保持材２に用いるバインダ樹脂として、繊維状物質３を保持し、強度を高めることができるバインダ樹脂を用いることができる。すなわち、樹脂成分が異なる場合には、接着性を満たしながら、エアロゲル層１では断熱性の観点から、保持材２では強度の観点から、樹脂成分を好適化することができる。そのため、強度と断熱性の優れた断熱構造体を得ることができる。例えば、エアロゲル層１の接着剤をフェノール樹脂にし、保持材２のバインダ樹脂をエポキシ樹脂にすることができる。
　断熱構造体においては、エアロゲル層１に含まれる接着剤と、保持材２に含まれるバインダ樹脂とが、エアロゲル層１と保持材２との境界で混じり合っていることが、さらに好ましい。境界部分において接着成分が混じり合うことで、保持材２とエアロゲル層１との接着性を高めることができ、保持材２がエアロゲル層１から剥がれにくくなって、断熱構造体の強度をさらに高めることができる。例えば、保持材２の材料として、バインダ樹脂が未硬化の繊維含有物を用いたり、バインダ樹脂が半硬化の繊維含有物を用いたりすることで、接着成分を混じり合わすことができる。バインダ樹脂として液状の樹脂組成物が含浸されている場合は、湿潤した板状材料を用いることになる。もちろん、保持材２として、硬化後の板材を用い、エアロゲル層１に含まれる接着剤で保持材２とエアロゲル層１とを接着させてもよい。接着成分の混じり合いは、化学分析によりエアロゲル層１に含まれる接着成分と保持材２に含まれる接着成分とが混合した領域の層が形成されていることを分析することにより確認することができる。また、エアロゲル層１の接着剤が保持材２の領域に侵入していたり、あるいは、保持材２のバインダ樹脂がエアロゲル層１の領域に侵入していたりすることを分析することによっても確認することができる。
　保持材２は、いわば、繊維がプラスチックによって固められた複合材料であってよい。その場合、断熱構造体の強度を効果的に向上させることができる。特に、炭素繊維を保持材２の材料として使用すると、保持材２中の繊維が折り曲げ方向に対して抵抗力を発揮するため、曲げに対する強度をより高めることができる。また、エアロゲル粒子Ａの接着とバインダ樹脂を含む保持材２の硬化とを同時に行うようにすれば、エアロゲル層１と保持材２との密着性を高めることができ、強度の高い断熱構造体を形成することができる。
　保持材２は、接着成分によりエアロゲル層１に接着して貼り付けられている。このとき、保持材２は、エアロゲル粒子Ａを接着して一体化する接着剤により接着されていてよい。あるいは、保持材２に含まれるバインダ樹脂により接着されていてよい。あるいは、エアロゲル粒子Ａで構成されるエアロゲル層１と保持材２との間に、塗布などにより接着剤が導入されて接着されていてよい。要するに、エアロゲル層１と保持材２との界面に接着成分が設けられていればよいものである。保持材２とエアロゲル層１とを接着する接着成分を別に設ける場合には、有機又は無機の接着剤を用いることができる。この接着剤には、上記で説明したエアロゲル粒子Ａの接着に用いることのできる接着剤を使用してもよい。接着剤としては、多孔質粒子を含む接着剤を用いることも好ましい。それにより、接着層の断熱性を高めることができる。多孔質粒子としては例えばメソポーラスシリカ粒子などが例示される。
　断熱構造体においては、エアロゲル層１に繊維が含まれている。それにより、エアロゲル層１の強度を高めることができる。例えば、エアロゲル粒子Ａを接着剤で固めて成形する際に、エアロゲル粒子Ａと接着剤との混合物（エアロゲル成形材料）にさらに繊維を配合することにより、エアロゲル層１に繊維を含ませてもよい。繊維としては、ガラス繊維や炭素繊維などを用いることができる。エアロゲル層１に繊維が含まれると、機械強度が向上する。エアロゲル層１に含まれる繊維は単繊維であることが好ましい。単繊維であることにより、エアロゲル層１の厚み方向の熱伝導を抑制でき、断熱性の低下を抑制しながら、機械強度を向上することができる。保持材２に含まれる繊維状物質３は強度確保のため繊維束がよく、エアロゲル成形体の中の繊維は断熱性を損なわないように単繊維が好適なのである。
　エアロゲル層１に含まれる繊維は、保持材２に含まれる繊維状物質３の一部で構成されている。
　図２は、エアロゲル層１に含まれる繊維を保持材２の繊維状物質３の一部で構成した断熱構造体の一例を示している。エアロゲル層１には、保持材２の繊維状物質３の一部以外の繊維が含まれていてもよい。図２では、保持材２の繊維状物質３の一部が飛び出してエアロゲル層１に入り込んで、エアロゲル層１に繊維が含まれている。このように、繊維状物質３の一部がエアロゲル層１に含まれると、エアロゲル層１と保持材２との密着性を高めることができ、断熱構造体の強度をさらに高めることができる。エアロゲル層１と保持材２との界面での接着強度が高まるのである。図２は、図１に示される断熱構造体のエアロゲル層１と保持材２との境界部分を拡大して示すものである。
　図２に示される形態では、繊維状物質３は、エアロゲル層１においてエアロゲル粒子Ａの粒子間の隙間に入り込んでいる。繊維状物質３がエアロゲル層１に入り込んだ部分は挿入部３ａとなる。このように、繊維状物質３の一部がエアロゲル層１に挿入されると、保持材２とエアロゲル層１とが接着して一体化するので、保持材２とエアロゲル層１との密着性を効果的に高めることができる。
　繊維状物質３の飛び出しは、例えば、保持材２の表面を粗化することにより行うことができる。例えば、保持材２として繊維体（繊維成形物）を使用する場合、この繊維体のエアロゲル層１と接する面において繊維状物質３を毛羽立たせることにより粗化を行うことができる。毛羽立たせはエアロゲル層１と接する片面（内面）だけであってよい。外表面を毛羽立たせると、強度が低下したり、外観を損ねたりするおそれがある。繊維状物質３の毛羽立たせは、例えば、ブラシで擦るなどの方法で行ってもよい。製造レベルにおいては、ブラシ状の擦り器具などを用いてよい。これにより、エアロゲル層１に配設される側の表面で繊維状物質３が飛び出た保持材２を得ることができる。そして、プレスの際に、繊維状物質３が毛羽立った保持材２の面をエアロゲル層１側に配置してプレスすることにより、表面から飛び出た繊維状物質３をエアロゲル層１の粒子間の隙間に入り込ませて、保持材２とエアロゲル層１とを接着することができる。これにより、図２に示すような、飛び出た繊維状物質３がエアロゲル層１に入り込んだ断熱構造体を得ることができる。繊維状物質３に樹脂が含浸した樹脂含浸繊維物を保持材２の材料として用いる場合には、樹脂を固める前に毛羽立たせておくことで、容易に繊維状物質３を表面で飛び出させることができる。
　繊維状物質３の飛び出しは、繊維状物質３の一部であってよい。すなわち、繊維状物質３は、その一部が保持材２の表面から飛び出すとともに、他の部分が保持材２のバインダ樹脂に固着されるものであってよい。このとき、繊維状物質３の端部が突き出してヒゲ状に飛び出すものであってもよいし、繊維状物質３の中央部が湾曲してループ状に飛び出すものであってもよいし、それらの両方が混在したものであってもよい。繊維状物質３の端部が飛び出している場合、繊維状物質３の端部を粒子の隙間に入りやすくすることができる。また、繊維状物質３の中央部が飛び出している場合、引っ掛けるようにして粒子と繊維状物質３とを絡ませて保持材２をエアロゲル層１に貼り付けることができる。図２では、ループ状に飛び出した繊維状物質３と、ヒゲ状に飛び出した繊維状物質３が混在した様子が示されている。
　繊維状物質３の飛び出し量（飛び出した繊維状物質３における保持材２の表面と垂直な方向の長さ）は、５００～３０００μｍの範囲にすることができる。繊維状物質３の飛び出し幅がこの範囲になることにより、密着性を効率よく高めて強度を向上させることができる。繊維状物質３が飛び出した量は、繊維状物質３がエアロゲル層１に入り込む幅となる。繊維状物質３の入り込み幅は、限定されるものではないが、エアロゲル層１の厚みの１～５０％又は５～３０％であってよい。それにより、密着性がさらに高まる。
　繊維状物質３は、エアロゲル層１に食い込んでいてもよい。エアロゲル層１に保持材２の繊維状物質３が食い込むと、繊維状物質３によって強固にエアロゲル層１を支持することができる。
　図１の断熱構造体においては、エアロゲル層１の外周に枠材を設けてもよい。枠材を設けることにより、強度を高めることができる。また、枠材を設けることにより、エアロゲル層１が端部で欠けたりして破損することを抑制することができる。枠材としては、断熱性を有するものが好ましい。例えば、樹脂発泡体により枠材を構成すると、断熱性を確保しながら強度を容易に高めることができる。
　図１の形態の断熱構造体は、板状（ボード状）に形成することができる。断熱構造体は、平面視において矩形状の形状にすることができる。もちろん、断熱構造体の形状は、表面が盛り上がるなどして立体的形状になっていてもよいが、板状になることにより、構造物に貼り付けるパネルとして用いることができるなど、構造物の断熱材として利用しやすくすることができる。断熱構造体の大きさ寸法は、特に限定されるものではないが、ボードを構成する四角形の一辺を０．１ｍ以上１０ｍ以下などにすることができる。なお、断熱構造体の厚みは、エアロゲル層１の厚みと保持材２の厚みとを合計したものとすることができる。
　図３は、エアロゲル粒子Ａを用いた断熱構造体の実施形態の他の一例である。この断熱構造体では、エアロゲル層１の一方の面に保持材２が設けられ、エアロゲル層１の他方の面に繊維シート４が設けられている。エアロゲル層１と保持材２とは、上記の形態で説明したものと同様である。
　本形態では、エアロゲル層１の保持材２とは反対側の面に、繊維シート４が設けられている。そのため、エアロゲル層１の表面を被覆して保護することができ、割れや欠けを抑制して、エアロゲル層１が破壊されることを低減することができる。また、エアロゲル層１の保持材２とは反対側の面を補強することができ、断熱構造体の強度を高めることができる。したがって、強度と断熱性に優れた断熱構造体を得ることができる。
　繊維シート４としては、繊維を含む適宜のシート材料を用いることができる。例えば、織布や不織布を用いることができる。繊維としては、ガラス繊維、有機繊維、パルプなどを用いることができる。このうちガラスクロスを好ましく用いることができる。ガラスクロスを用いたときには、軽量で薄型化を図りながら、強度をさらに高めることができる。また、繊維シート４として、樹脂が含浸した繊維を用いてもよい。例えば、樹脂含浸ガラスクロスが例示される。樹脂が含浸した繊維が、エアロゲル層１と一体化して接着されることにより、繊維シート４とエアロゲル層１との接着性が高まり、断熱構造体の強度をさらに高めることができる。この樹脂としては、上記で説明したエアロゲル粒子Ａの接着に用いることのできる接着剤を使用することができる。
　繊維シート４は、接着成分によりエアロゲル層１に接着して貼り付けられている。このとき、繊維シート４は、エアロゲル粒子Ａで構成されるエアロゲル層１と繊維シート４との間に、塗布などにより接着剤が導入されて接着されていてよい。あるいは、繊維シート４は、エアロゲル粒子Ａを接着して一体化する接着剤により接着されていてもよい。あるいは、繊維シート４に樹脂が含浸されている場合、この樹脂により繊維シート４がエアロゲル層１に接着されていてもよい。要するに、エアロゲル層１と繊維シート４との界面に接着成分が設けられていればよいものである。繊維シート４とエアロゲル層１とを接着する接着成分を別に設ける場合には、上記で説明したエアロゲル粒子Ａの接着に用いることのできる接着剤を使用することができる。
　図３の形態においては、図２で示される形態と同様に、エアロゲル層１に保持材２の繊維状物質３が入り込んでいる。それにより、図２で説明したように、エアロゲル層１と保持材２との密着性が高まって、断熱構造体の強度を高めることができる。
　図４Ａ及び図４Ｂは、エアロゲル粒子Ａを用いた断熱構造体の実施形態の他の一例である。この断熱構造体では、エアロゲル層１の一方の面に保持材２が設けられ、エアロゲル層１の他方の面に遮熱層５が設けられている。このように、エアロゲル層１に添って遮熱層５が設けられていることが好ましい一態様である。図４Ａでは全体の概略断面図が示され、図４Ｂでは一部の拡大断面図が示されている。
　本形態では、保持材２は平面視（エアロゲル層１の表面と垂直な方向から見た場合）においてエアロゲル層１よりもやや大きく形成され、保持材２の端部はエアロゲル層１から延長してはみ出している。エアロゲル層１からはみ出した保持材２の端部は、延長部２ａとなる。そして、延長部２ａには、ビス、釘又はネジなどの固定具によって構造物に断熱構造体を取り付けるための貫通孔６ａが設けられている。貫通孔６ａは、断熱構造体を構造物に取付ける取付構造６の一例である。このように、保持材２には、構造物に取り付けるための取付構造６が設けられていることが好ましい。保持材２の端部に取付構造６を設けることにより、構造物に断熱構造体を容易に取付けることができる。なお、取付構造６は、貫通孔６ａに限られるものではない。例えば、取付構造６は、構造物の取り付け部分と対となる嵌合構造などで構成してもよい。
　エアロゲル層１と保持材２の境界部分には、フィレット部７を形成することが好ましい。フィレット部７は、エアロゲル層１と保持材２との境界部分を被覆するように設けられる。フィレット部７は樹脂材料により構成することができる。フィレット部７を形成することにより、接着界面での応力集中を緩和することができ、エアロゲル層１と保持材２の接合を強固にすることができる。フィレット部７は、エアロゲル層１と保持材２との境界側方を覆うように設けることができる。フィレット部７はエアロゲル層１と保持材２との接合後に樹脂材料を塗布して形成してもよく、あるいはエアロゲル層１と保持材２の接着時に接着剤の余剰分で形成してもよい。樹脂材料としては、エポキシ樹脂やアクリル樹脂等、エアロゲル粒子Ａを接着する接着剤の成分が例示される。さらにフィレット部７内部での熱伝導を抑制するために、その内部に多孔質構造を有することも好ましい。多孔質構造は多孔質材料粒子７ａを混合することや、発泡樹脂材料、もしくは両者の混合物により構成することができる。図４Ｂでは、多孔質材料粒子７ａがフィレット部７内で分散している様子が示されている。多孔質材料粒子７ａとしては特に限定されるものではないが、中空ガラスビーズ、シラスバルーン、ヒュームドシリカ、エアロゲル等の無機材料や、ポリスチレン、ポリイミド等の樹脂製の多孔粒子を用いることができる。発泡樹脂材料としては特に限定されるものではないが、発泡ウレタン等の発泡樹脂材料を使うことが好ましい。もちろん、フィレット部７は、多孔質構造を有していなくてもよい。
　図５Ａ～図５Ｃは、断熱構造体のフィレット部７の形状を説明する説明図である。図５Ａ及び図５Ｂに示すように、フィレット部７は、接着界面での応力集中を緩和するために設けられるものであり、保持材２とエアロゲル層１との境界部分で突出しないように設けられていることが好ましい。したがって、フィレット部７における保持材２との境界点７ｐとエアロゲル層１との境界点７ｑとを結んだ直線７ｒよりも内方に、フィレット部７が設けられていることが好ましい。図５Ｃでは、フィレット部７は、保持材２との境界点７ｐとエアロゲル層１との境界点７ｑとを結んだ直線７ｒよりも外方に突出しており、応力集中を緩和できなくなるおそれがある。フィレット部７とエアロゲル層１との境界点７ｑは、断熱性を高める観点からは、厚み方向においてエアロゲル層１の半分以下の位置であることが好ましく、３分の１以下であることがより好ましい。保持材２とエアロゲル層１との境界部分の隅部（角部）はフィレット部７によって完全に埋まっていた方がよいが、厳密には埋められていなくてもよい。隅部に多少空隙が形成されていても強度を保持することができる。
　図５Ａに示すように、保持材２の表面からフィレット部７が立ち上がる角度は、立ち上げ角度θ１として定義することができる。この立ち上げ角度θ１は９０°以下が好ましい。また、エアロゲル層１の側面からフィレット部７が立ち上がる角度は、立ち上げ角度θ２として定義することができる。この立ち上げ角度θ２は９０°以下が好ましい。したがって、θ１及びθ２がともに９０°以下であることが好ましい。θ１及びθ２は、４５°以下であることがさらに好ましく、３０°以下であることがさらにより好ましい。保持材２の表面及びエアロゲル層１の側面からフィレット部７の表面が滑らかに繋がることで、応力の緩和効果を高めることができる。図５Ｂは、θ１及びθ２が４５°で、フィレット部７の表面が平面になった例を示している。図５Ａは、θ１及びθ２が４５°未満でフィレット部７の表面が曲面を有する例を示している。図５Ａに示すように、保持材２の表面からエアロゲル層１の側面に添ってフィレット部７が曲線状に形成されていることが好ましい。θ１及びθ２の両方を４５°未満にする場合、フィレット部７の表面は、平面でなく凹形状の面になる。フィレット部７の表面は、複数の平面で構成されていてもよい。いわばカットグラス状の面である。また、ファセット面であってもよい。もちろん、応力緩和の観点からは、円弧形状で各面において滑らかに立ち上がることがさらに好ましい。
　遮熱層５は、熱伝導を抑制することにより熱を遮断する層である。遮熱層５は、遮熱性の金属を含有する層により構成されることが好ましい。遮熱層５は、アルミを含むことがさらに好ましい。遮熱層５がアルミを含むことにより、輻射による熱伝導を抑制することができるため、遮熱効果が高まり、断熱性をより向上することができる。また、アルミは赤外線を反射させることができるため、断熱性をさらに向上することができる。遮熱層５の好ましい形態は、アルミシートによって構成される。例えば、アルミニウム蒸着シートなどで構成すれば、取扱い性がよく、遮熱性が高いため好ましい。また、アルミ箔と樹脂シートとの積層体などの複合シートで遮熱層５を構成してもよい。遮熱層５の厚みは、特に限定されるものではないが、例えば、０．００１～１０ｍｍの範囲のものを使用することができる。
　図４Ａ及び図４Ｂで示される形態では、エアロゲル層１の保持材２が設けられた側と反対側の面が、遮熱層５で覆われている。遮熱層５はエアロゲル層１に接着剤で貼り付けられている。この接着剤は、エアロゲル粒子Ａを固着する接着剤とは別に塗布などで導入されたものであってもよいし、あるいは、エアロゲル粒子Ａを接着している接着剤であってもよい。遮熱層５は、好ましくは、エアロゲル層１の表面を保護する保護材としても機能する。
　図４Ａ及び図４Ｂの形態では、エアロゲル層１の一方の面に保持材２が形成され、エアロゲル層１の他方の面に遮熱層５が形成された例を示したが、遮熱層５を設ける態様はこれに限定されるものではない。例えば、保持材２とエアロゲル層１との間に、遮熱層５が設けられてもよい。また、エアロゲル層１の保持材２が設けられた側とは反対側の表面に遮熱層５が形成され、その上に、図３で説明した繊維シート４が重ねられていてもよい。また、エアロゲル層１が複数の層で構成され、その複数のエアロゲル層１の間に、遮熱層５が挿入されていてもよい。それらの場合も、遮熱層５が層状に設けられているため、熱伝導を抑制し、断熱性を高めることができる。ただし、断熱構造体を構造物に取り付けて用いる観点からは、図４Ａ及び図４Ｂのように、遮熱層５はエアロゲル層１の表面に設けられていることが有利である。
　図４Ａ及び図４Ｂの形態においては、図２で示される形態と同様に、エアロゲル層１に保持材２の繊維状物質３が入り込んでいることがより好ましい。それにより、図２で説明したように、エアロゲル層１と保持材２との密着性が高まって、断熱構造体の強度を高めることができる。
　図１～図３、図４Ａ及び図４Ｂで説明した断熱構造体は、機体などの構造物に取り付けることができるものであり、機体の構造材や内装材として使用することができる。ここで、機体とは、飛行機、船舶、宇宙船、ロケットなどや、自動車、鉄道車両などの車両などを言う。機体は移動可能なものであってよい。移動可能なものは過酷な条件での耐久性が要求されるが、上記で説明した断熱構造体を用いれば、保持材２によって強度が高められているので、断熱構造が破壊されることを抑制することができる。機体としては、特に人が乗り込むような機体が好ましい。断熱構造体は、断熱性が優れているため、機体の内部を好適な温度にすることができる。もちろん、人が乗り込まない機体であってもよい。その場合、機体内部の温度環境を改善して、機械や機器に負担をかけることを低減できる。また、断熱構造体は強度が高いため、構造物の強度を高めることができる。また、断熱構造体は軽量であるため、機体重量の軽量化を図ることができ、燃料効率（いわゆる燃費）を向上することができる。なお、断熱構造体は機体以外の構造物、例えば、建築物などに取り付けることも可能であることは言うまでもない。
　構造物に取り付ける場合には、構造物の例えば壁面、天井、床面などに保持材２を取り付けるようにすることができる。このとき、好ましくは、保持材２を外部側に配設し、エアロゲル層１を内部側に配設するようにする。それにより、構造物に、優れた強度と断熱性を付与することができる。
　次に、断熱構造体の製造について説明する。
　図１の形態の断熱構造体の製造においては、好ましくは、エアロゲル粒子Ａを接着剤で接着して一体化させてエアロゲル層１を形成するとともに、このエアロゲル層１の表面に保持材２を接着させる。このとき、例えば、エアロゲル粒子Ａと接着剤とを混合した混合物を予め調製し、この混合物と保持材２とを層状に重ね、成形型で押圧して接着剤などの樹脂を硬化させるようにする。
　保持材２の材料としては硬化されたものを用いることもできるが、完全に硬化する前のものを用いることも好ましい。未硬化又は半硬化の繊維含有材料を用いれば、エアロゲル層１との接着と同時に保持材２を硬化することができ、効率よく成形できるとともに、密着性高く接着することができる。エアロゲル粒子Ａの接着及びエアロゲル層１と保持材２との接着にあたっては、プレスにより接着することが好ましい。プレスによれば、簡単に密着性高く接着を行うことができる。また、加熱加圧してプレスすることにより、接着性を高めることができる。特に、保持材２として繊維含有樹脂組成物を用いた場合は、エアロゲル粒子Ａの接着と、保持材２の成形と、保持材２とエアロゲル層１との接着とを同時に行うことができるため、接着及び成形の効率をさらに高めることができる。また、プレスにより接着成分を混じり合わせることが容易になる。
　図２のように保持材２の繊維状物質３の一部をエアロゲル層１に含ませる場合には、保持材２の材料を半硬化させておき、表面を毛羽立たせて粗化して、繊維状物質３が飛び出すようにすることができる。あるいは、保持材２の材料として、繊維状物質３が固まって板状となった繊維体を用い、この表面を毛羽立たせて繊維状物質３を飛び出させ、その後、繊維体にバインダ樹脂を含浸させてもよい。
　プレスにあたっては、離型剤や離型シートなど、プレス型との離型を良好にする材料を適宜使用することができる。
　このようにしてプレスによりエアロゲル粒子Ａと保持材２とを接着及び成形することにより、図１に示すような断熱構造体を形成することができる。
　なお、樹脂発泡体などの枠材を外周に設ける場合、プレス後に、接着剤を塗布した枠材を嵌め込むことにより、枠材をエアロゲル層１に接着させることができる。
　図３、図４Ａ及び図４Ｂで示す各形態の断熱構造体は、上記で説明する方法に準じて同様の方法で製造することができる。
　図３の形態の断熱構造体を製造する場合には、プレス後に、エアロゲル層１の保持材２とは反対側の面に、繊維シート４を接着剤により貼り付けることができる。また、図３の断熱構造体は、プレスの際に、あらかじめ繊維シート４とエアロゲル層１の材料と保持材２の材料とを重ねて、この重なった積層物をプレスすることにより、形成してもよい。この場合、一体成形が可能になるので、作製が容易になるとともに、繊維シート４とエアロゲル層１との密着性が高まって、断熱構造体の強度をさらに高めることができる。
　図４Ａ及び図４Ｂの形態の断熱構造体を製造する場合には、プレス後に、エアロゲル層１の保持材２とは反対側の面に、遮熱層５の材料を接着剤により貼り付けることができる。また、図４Ａ及び図４Ｂの断熱構造体は、プレスの際に、あらかじめ遮熱層５とエアロゲル層１の材料と保持材２の材料とを重ねて、この重なった積層物をプレスすることにより、形成してもよい。この場合、一体成形が可能になるので、作製が容易になるとともに、遮熱層５とエアロゲル層１との密着性が高まって、断熱構造体の強度をさらに高めることができる。
　保持材２の延長部２ａを設ける場合には、保持材２がエアロゲル層１よりも大きくなるようにして成形する。成形後に、ドリルなど適宜の穴開け具で貫通する孔を形成することにより、延長部２ａに貫通孔６ａを取付構造６として形成することができる。
　上記の各形態では、断熱構造体は板状の断熱構造体（断熱パネル）として形成することができる。断熱構造体がパネル状になると、構造物に断熱構造体の一部が破損したり劣化したりして部品交換する場合、簡単に断熱構造体を新しいものと取り替えることができる。もちろん、適宜の成形型を用いてプレスすることにより、ボード以外の形状の成形も可能である。このように形成された断熱構造体は、断熱性と強度に優れ、構造物の材料などとして有用なものである。特に、移動する機体、とりわけ、飛行機、宇宙船、鉄道車両、自動車、船舶などの壁に用いることができる。
　Ａ　　　エアロゲル粒子
　１　　　エアロゲル層
　２　　　保持材
　２ａ　　延長部
　３　　　繊維状物質
　３ａ　　挿入部
　４　　　繊維シート
　５　　　遮熱層
　６　　　取付構造
　６ａ　　貫通孔
　７　　　フィレット部
　７ａ　　多孔質材料粒子

Claims (8)

  1. 　エアロゲル粒子、接着剤及び繊維を含むエアロゲル層と、
    　前記エアロゲル層の少なくとも一方の面に設けられ、繊維状物質とバインダ樹脂とを含む保持材と、
    　を有し、
    　前記繊維は、前記保持材に含まれる前記繊維状物質の一部で構成されていることを特徴とする、
    断熱構造体。
  2. 　前記エアロゲル層に含まれる接着剤と、前記保持材に含まれるバインダ樹脂とが、前記エアロゲル層と前記保持材との境界で混じり合っていることを特徴とする、
    請求項１に記載の断熱構造体。
  3. 　前記繊維状物質は炭素繊維であることを特徴とする、
    請求項１又は２に記載の断熱構造体。
  4. 　前記エアロゲル層の一方の面に前記保持材が設けられ、
    　前記エアロゲル層の他方の面に繊維シートが設けられていることを特徴とする、
    請求項１～３のいずれか１項に記載の断熱構造体。
  5. 　前記エアロゲル層に添って遮熱層が設けられていることを特徴とする、
    請求項１～４のいずれか１項に記載の断熱構造体。
  6. 　構造物に取り付けるための取付構造が、前記保持材に設けられていることを特徴とする、
    請求項１～５のいずれか１項に記載の断熱構造体。
  7. 　前記エアロゲル層と前記保持材との境界部分にフィレット部が設けられていることを特徴とする、
    請求項１～６のいずれか１項に記載の断熱構造体。
  8. 　前記フィレット部は多孔質構造を有することを特徴とする、
    請求項７に記載の断熱構造体。
PCT/JP2014/001066 2013-02-28 2014-02-27 エアロゲルを用いた断熱構造体 WO2014132652A1 (ja)

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