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粉體、成形體、包覆體及粉體的制造方法

文檔序號(hào):1852612閱讀:191來(lái)源:國(guó)知局
專利名稱:粉體、成形體、包覆體及粉體的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及粉體、成形體、包覆體及粉體的制造方法。
背景技術(shù)
室溫下空氣分子的平均自由程為約lOOnm。因此,在具有直徑IOOnm以下的空隙的多孔體內(nèi),由空氣的對(duì)流、傳導(dǎo)引起的傳熱受到抑制,這樣的多孔體表現(xiàn)出優(yōu)異的絕熱作用。遵循該絕熱作用的原理 ,可知超細(xì)顆粒的熱導(dǎo)率低,適合于絕熱材料。例如,在專利文獻(xiàn)I中,記載了一種將二氧化硅的超細(xì)粉末單獨(dú)成形為多孔體而得到的絕熱材料,該絕熱材料的體積密度為0. 2 1. 5g/cm3,BET比表面積為15 400m2/g,平均粒徑為0. 001 0.5 um,累積總細(xì)孔容積為0. 3 4cm3/g,平均細(xì)孔直徑I y m以下的細(xì)孔的累積細(xì)孔容積為成形體中的累積細(xì)孔容積的10%以上。在專利文獻(xiàn)2中記載了一種絕熱材料的制造方法,其利用以環(huán)內(nèi)徑為0.1ym以下的方式締合成環(huán)狀或螺旋狀的超細(xì)顆粒包覆由輻射吸收散射材料等構(gòu)成的顆粒,形成多孔體包覆顆粒,將該顆粒與無(wú)機(jī)纖維或和多孔體包覆顆粒同樣地形成的多孔體包覆纖維混合,作為絕熱材料前體的粉體,將該前體加壓成形,制造絕熱材料?,F(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1:日本特開2007-169158號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2 :日本特許4367612號(hào)說明書非專利文獻(xiàn)非專利文獻(xiàn)1:獨(dú)立行政法人新能源 產(chǎn)業(yè)技術(shù)綜合開發(fā)機(jī)構(gòu)、平成17年 18年成果報(bào)告書能源使用合理化技術(shù)戰(zhàn)略開發(fā)能源使用合理化技術(shù)實(shí)用化開發(fā)“具有納米多孔 復(fù)合結(jié)構(gòu)的超低熱傳導(dǎo)材料的實(shí)用化開發(fā)”

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的問題但是,為了得到專利文獻(xiàn)I所述的二氧化硅成形體,需要以下工序,即,將用作原料的二氧化硅粉末預(yù)成形后分級(jí),使平均粒徑大于原料二氧化硅粉末的工序,制造工序復(fù)雜。而且,將二氧化硅的超細(xì)粉末成形或預(yù)成形時(shí),在將原料二氧化硅粉末投入模具的工序中,粉體容易飛散,作業(yè)效率差。對(duì)于專利文獻(xiàn)2的絕熱材料,如非專利文獻(xiàn)I所公開的那樣,在加壓成形時(shí),在垂直于壓制面的面產(chǎn)生龜裂狀的成形缺陷。絕熱材料存在這樣的成形缺陷時(shí),不僅絕熱材料可能破損,絕熱性能也會(huì)降低,因此,不能成為制品,成品率降低,因此不優(yōu)選。產(chǎn)生成形缺陷的原因如非專利文獻(xiàn)I所述,在將以超細(xì)顆粒為主要成分的絕熱材料前體加壓成形后,釋放壓力時(shí),成形體膨脹得較大。該膨脹被稱為回彈。專利文獻(xiàn)2中所述的絕熱材料的情況,通過減少前體中所含的超細(xì)顆粒的含量,減少回彈,可以抑制成形缺陷的產(chǎn)生,但是,僅單純地通過減少超細(xì)顆粒的含量,不能避免絕熱性能降低。但是,加壓成形包括例如向模具供給粉狀的絕熱材料的工序,但向模具供給粉狀的絕熱材料時(shí),根據(jù)絕熱材料的不同,容易發(fā)生凝聚,在儲(chǔ)存槽料斗內(nèi),因剩余的絕熱材料,體積密度發(fā)生變化,因此,有時(shí)難以進(jìn)行穩(wěn)定的連續(xù)供給。這樣的成形原料的凝聚可能會(huì)導(dǎo)致對(duì)模具的填充不足,使生產(chǎn)率顯著降低。粉狀的絕熱材料除進(jìn)行加壓成形以外,有時(shí)也被填充到外覆材料(例如玻璃布的袋或管)中,卷成管狀物等進(jìn)行利用。如果粉體容易飛散,則填充到外覆材料中時(shí)的作業(yè)效率差,因此,在這樣的使用方式中,粉體的飛散是更嚴(yán)重的問題,期待得到解決。本發(fā)明是鑒于這樣的現(xiàn)有技術(shù)具有的課題而進(jìn)行的,其目的在于,提供一種可以抑制成形時(shí)的飛散、成形缺陷的產(chǎn)生的粉體。另外,本發(fā)明的目的還在于,提供使用所述粉體的成形體、包覆體及粉體的制造方法。用于解決問題的方案本發(fā)明人為了解決上述課題,進(jìn)行了專心研究,結(jié)果發(fā)現(xiàn),具有下述特征的粉體可以抑制成形時(shí)的飛散、成形缺陷的產(chǎn)生,從而完成了下述的本發(fā)明。本發(fā)明的粉體為含有二氧化硅和鍺(Ge)的粉體,其中,鍺(Ge)的含有率為IOppm以上IOOOppm以下,BET比表面積為10m2/g以上400m2/g以下,壓縮度為31%以下,并且,30°C下的熱導(dǎo)率為0. 05ff/m K以下。這樣的粉體在加壓成形時(shí)回彈小,成形性良好,處理時(shí)的飛散也得到抑制。 上述本發(fā)明的粉體優(yōu)選含有鐵(Fe)、且鐵(Fe)的含有率為0. 005質(zhì)量%以上3質(zhì)
量%以下。上述本發(fā)明的粉體優(yōu)選進(jìn)一步含有無(wú)機(jī)纖維、且所述無(wú)機(jī)纖維的含有率為0.1質(zhì)量%以上50質(zhì)量%以下。上述本發(fā)明的粉體優(yōu)選進(jìn)一步含有平均粒徑為0. 5 m以上30 m以下的紅外線不透明化顆粒、且紅外線不透明化顆粒的含有率超過0質(zhì)量%且為49. 5質(zhì)量%以下。為上述本發(fā)明的粉體、且含有紅外線不透明化顆粒的粉體優(yōu)選800°C下的熱導(dǎo)率為 0. 15ff/m K 以下。上述本發(fā)明的粉體中所含的無(wú)機(jī)纖維優(yōu)選具有生物可溶性。本發(fā)明的成形體含有上述粉體。這樣的成形體可以抑制成形缺陷的產(chǎn)生,可以抑制處理時(shí)的粉體飛散。本發(fā)明的包覆體具備外覆材料,是將上述粉體及/或上述成形體收納在外覆材料內(nèi)而成的。這樣的包覆體比粉體、成形體更容易處理,施工性也優(yōu)異。上述本發(fā)明的包覆體中,外覆材料優(yōu)選含有無(wú)機(jī)纖維。上述本發(fā)明的包覆體中,外覆材料優(yōu)選為樹脂膜。上述本發(fā)明的粉體的制造方法具有以下工序?qū)⒑卸趸?、且平均粒徑Ds為5nm以上且不足30nm的小顆粒與含有二氧化硅、且平均粒徑Dl為30nm以上50 y m以下的大顆?;旌系墓ば?,并且,小顆?;虼箢w粒中的至少一者含有鍺。根據(jù)本制造方法,可以得到加壓成形時(shí)的回彈小、成形性良好、且處理時(shí)的飛散也得到抑制的粉體。發(fā)明的效果
根據(jù)本發(fā)明,可以提供一種加壓成形時(shí)的回彈小且成形性良好、而且處理時(shí)的飛散也得到抑制的粉體。另外,本發(fā)明還可以提供使用上述粉體的成形體、包覆體及粉體的制
造方法。


圖1是本發(fā)明的一實(shí)施方式的包覆體的剖面示意圖的一例。圖2是本發(fā)明的一實(shí)施方式的粉體含有的小顆粒及大顆粒的剖面示意圖的一例。附圖標(biāo)記說明1...絕熱材料、2...芯材、3...外覆材料、S...小顆粒、L...大顆粒。
具體實(shí)施例方式以下,對(duì)用于實(shí)施本發(fā)明的方式(以下,簡(jiǎn)稱為“本實(shí)施方式”。)進(jìn)行詳細(xì)說明。需要說明的是,本發(fā)明并不限定于以下的實(shí)施方式,可以在其主旨范圍內(nèi)實(shí)施各種變形。[I]粉體[1-1] 二氧化硅本發(fā)明的粉體含有二氧化硅。粉體中的二氧化硅的含有率為50質(zhì)量%以上時(shí),由固體傳導(dǎo)引起的傳熱小,因此,在絕熱材料用途的情況下優(yōu)選。另外,二氧化硅的含有率為粉體的75質(zhì)量%以上時(shí),粉體之間的附著力增加,粉體的飛散變少,因此更優(yōu)選。本說明書中,所謂二氧化硅,是指由組成式SiO2表示的成分構(gòu)成的顆粒、含有SiO2的顆粒,包括除SiO2外還含有金屬成分等其它無(wú)機(jī)化合物的顆粒,有時(shí)也將這些顆粒稱為二氧化硅顆粒。二氧化硅顆??梢院蠸i及各種其它元素形成的鹽或復(fù)合氧化物,還可以含有氫氧化物這樣的水合氧化物,也可以具有硅烷醇基。二氧化硅顆??梢詾榻Y(jié)晶質(zhì),也可以為非晶質(zhì),還可以為它們的混合體,在絕熱材料用途的情況下,為非晶質(zhì)時(shí),絕熱材料中的固體傳導(dǎo)引起的傳熱小,絕熱性能高,因此優(yōu)選。作為二氧化硅顆粒的具體例,可以舉出下述物質(zhì)。被稱為“二氧化硅”或“石英”的硅的氧化物。硅的部分氧化物。鋁硅酸鹽及沸石這樣的硅的復(fù)合氧化物。Ge、Ca、K、Mg、Ba、Ce、B、Fe及Al中的任意元素的硅酸鹽(玻璃)。硅以外的元素的氧化物、部分氧化物、鹽或復(fù)合氧化物(氧化鋁、氧化鈦等)與硅的氧化物、部分氧化物、鹽或復(fù)合氧化物的混合體。SiC或SiN的氧化物。以粉體作為絕熱材料時(shí),優(yōu)選在使用的溫度下二氧化硅顆粒對(duì)熱穩(wěn)定。具體而言,優(yōu)選在絕熱材料的最高使用溫度下保持I小時(shí)時(shí),二氧化硅顆粒的重量不減少10%以上。另外,二氧化硅顆粒優(yōu)選具有耐水性。具體而言,優(yōu)選二氧化硅顆粒對(duì)25°C的水IOOg的溶解量不足0. lg,更優(yōu)選不足0. Olg0二氧化硅顆粒的比重在以粉體作為絕熱材料的情況下優(yōu)選為2. 0以上4. 0以下。為2. 0以上3. 0以下時(shí),絕熱材料的體積密度小,因此更優(yōu)選,進(jìn)一步優(yōu)選為2. 0以上2. 5以下。這里,二氧化硅顆粒的比重是指利用比重瓶法求出的真比重。

根據(jù)粉體的用途的不同,粉體可以含有二氧化硅顆粒以外的材料。對(duì)于二氧化硅顆粒以外的材料,將在后面詳細(xì)敘述,粉體含有二氧化硅顆粒以外的材料時(shí),二氧化硅顆粒的含有率優(yōu)選在以粉體的總質(zhì)量為基準(zhǔn)時(shí)為50質(zhì)量%以上99. 9質(zhì)量%以下。二氧化硅顆粒的含有率為50質(zhì)量%以上97. 5質(zhì)量%以下且含有無(wú)機(jī)纖維或紅外線不透明化顆粒的粉體表現(xiàn)出更優(yōu)異的減少粉體飛散及增大高溫下的絕熱性能等效果而更優(yōu)選。含有率為60質(zhì)量%以上97. 5質(zhì)量%以下時(shí),粉體的體積密度更小,因此進(jìn)一步優(yōu)選。粉體可以僅含有一種二氧化硅顆粒,也可以含有2種以上二氧化硅顆粒。特別是含有粒徑不同的2種顆粒、即由二氧化硅顆粒構(gòu)成的小顆粒和大顆粒時(shí),BET比面積及熱導(dǎo)率與僅以小顆?;虼箢w粒存在的情況不同,因此,可以通過以適當(dāng)?shù)谋壤龑?種顆粒混合而調(diào)整BET比面積及/或熱導(dǎo)率。例如,平均粒徑為30nm以上50 y m以下的大顆粒有時(shí)BET比表面積不足10m2/g,但在其中混合平均粒徑Ds為5nm以上且不足30nm的小顆粒時(shí),容易使BET比表面積為10m2/g以上。另外,大顆粒的固體熱傳導(dǎo)大,因此,有時(shí)熱導(dǎo)率超過0. 05W/m K,通過在其中混合小顆粒,存在抑制固體熱傳導(dǎo)、容易使熱導(dǎo)率為0. 05W/m !(以下的傾向。關(guān)于壓縮度,僅由大顆粒構(gòu)成時(shí),有時(shí)壓縮度過大,通過在大顆粒中添加小顆粒,存在容易將壓縮度調(diào)整為31%以下的傾向。粉體含有2種以上二氧化硅顆粒時(shí),以粉體的BET比表面積為10m2/g以上400m2/g以下、熱導(dǎo)率為0. 05ff/m K以下的方式調(diào)整大顆粒和小顆粒的含有率即可,例如將IOnm左右的小顆粒和5 ii m左右的大顆粒混合的情況下,優(yōu)選大顆粒的質(zhì)量/(小顆粒的質(zhì)量+大顆粒的質(zhì)量)為0. 02 0. 95、更優(yōu)選為0. 10 0. 90、特別優(yōu)選為0. 15 0. 85時(shí),BET比表面積變?yōu)?70m2/g左右 40m2/g左右,可以調(diào)整BET比表面積。由這些顆粒形成的空隙成為空間熱傳導(dǎo)的瓶頸,容易抑制空間的熱傳導(dǎo)。二氧化硅顆粒的粒徑影響粉體的BET比表面積,粉體僅由二氧化硅顆粒構(gòu)成時(shí),二氧化硅顆粒的粒徑為10m2/g以上400m2/g以下,粉體含有二氧化硅顆粒以外的成分時(shí),優(yōu)選根據(jù)所述成分的BET比表面積設(shè)定二氧化硅的粒徑。具體而言,粉體含有無(wú)機(jī)纖維時(shí),一般的無(wú)機(jī)纖維的BET比表面積比二氧化硅的BET比表面積小,因此,二氧化硅的BET比表面積優(yōu)選設(shè)為50m2/g左右 400m2/g左右,二氧化硅顆粒的粒徑優(yōu)選設(shè)為7nm左右 50nm左右。另外,粉體含有紅外線不透明化顆粒時(shí),一般的紅外線不透明化顆粒的BET比表面積比二氧化硅的BET比表面積小,因此,二氧化硅的BET比表面積優(yōu)選設(shè)為70m2/g左右 450m2/g左右,二氧化硅顆粒的粒徑 優(yōu)選設(shè)為5nm左右 40nm左右。二氧化硅顆粒的粒徑可以通過用場(chǎng)發(fā)射型掃描型電子顯微鏡(FE-SEM)進(jìn)行觀察而測(cè)定。小顆粒的平均粒徑Ds、大顆粒的平均粒徑^可以通過用FE-SEM觀察各1000個(gè)小顆粒、大顆粒,求出其等面積圓當(dāng)量直徑,算出數(shù)平均,從而確認(rèn)。從二氧化硅顆粒的固體傳導(dǎo)的觀點(diǎn)考慮,二氧化硅顆粒的平均粒徑優(yōu)選為3nm以上且不足80 u m,更優(yōu)選為5nm以上且不足50 u m,進(jìn)一步優(yōu)選為5nm以上且不足30 u m。對(duì)于含有大顆粒和小顆粒的粉體而言,優(yōu)選小顆粒的平均粒徑Ds為5nm以上且不足30nm。Ds為5nm以上時(shí),與Ds在上述數(shù)值范圍外的情況相比,有小顆粒變得化學(xué)穩(wěn)定的傾向,有絕熱性能容易穩(wěn)定的傾向。Ds不足30nm時(shí),與Ds在上述數(shù)值范圍外的情況相比,存在小顆粒之間的接觸面積小、粉體的固體傳導(dǎo)弓I起的傳熱少、熱導(dǎo)率小的傾向。Ds為5nm以上25nm以下時(shí),從減小熱導(dǎo)率的觀點(diǎn)考慮是更優(yōu)選的,進(jìn)一步優(yōu)選為5nm以上15nm以下。大顆粒的平均粒徑Dl優(yōu)選滿足Ds < Dl、且為30nm以上50 ii m以下。Dl可以利用與上述Ds相同的方法求出。^為30nm以上時(shí),將粉體成形時(shí),存在成形體的回彈小的傾向。^為50 iim以下時(shí),存在熱導(dǎo)率小的傾向。大顆粒的平均粒徑Dl為30nm以上10 y m以下時(shí),在粉體含有無(wú)機(jī)纖維、紅外線不透明化顆粒的情況下,粉體與它們的均勻混合變得容易,因此更優(yōu)選。^為30nm以上5 y m以下時(shí),顆粒的附著力大,顆粒從粉體的脫落少,因此進(jìn)一步優(yōu)選。^為Ds的2倍以上時(shí),將粉體成形時(shí)回彈變小,因此優(yōu)選。^為Ds的3倍以上時(shí),小顆粒和大顆粒的混合粉體的堆比重大,粉體體積小,這時(shí),作業(yè)性高,因此更優(yōu)選。隊(duì)為Ds的4倍以上時(shí),小顆粒和大顆粒的粒徑之差大,將小顆粒和大顆?;旌蠒r(shí)大顆粒相對(duì)小顆粒的分散容易,因此進(jìn)一步優(yōu)選。粉體在絕熱材料用途的情況下,從顆粒的凝聚引起的固體傳熱的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選各顆粒分散。對(duì)于粉體而言,從抑制水浸入粉體或成形體時(shí)發(fā)生操作性降低、成形體變形、龜裂等的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選含有防水劑。作為防水劑,·例如可以舉出石蠟、聚乙烯蠟、丙烯酸*乙烯共聚物蠟等蠟系防水劑;硅樹脂、聚二甲基硅氧烷、烷基烷氧基硅烷等硅系防水劑;全氟燒基竣酸鹽、全氣燒基憐酸酷、全氣燒基二甲基按鹽等氣系防水劑;含有燒基、全氣基團(tuán)的燒氧基娃燒等娃燒偶聯(lián)劑;二甲基氣娃燒、I,I,I,3, 3, 3- TK甲基_■娃氣燒等甲娃燒基化劑等。這些防水劑可以使用I種或2種以上。這些防水劑可以直接使用,也可以以溶液或乳液的形態(tài)使用。其中,本發(fā)明中,優(yōu)選使用蠟系防水劑、硅系防水劑。從賦予充分的防水效果的觀點(diǎn)考慮,粉體中的防水劑的含有率為,全部粉體的質(zhì)量/防水劑的質(zhì)量比優(yōu)選為100/30 100/0.1,更優(yōu)選為 100/20 100/0. 5,進(jìn)一步優(yōu)選為 100/10 100/1。[1-2]無(wú)機(jī)纖維將粉體成形時(shí),粉體優(yōu)選含有無(wú)機(jī)纖維。含有無(wú)機(jī)纖維時(shí),含有纖維的粉體尤其具有以下優(yōu)點(diǎn)在加壓成形中,顆粒從成形體的脫落少,生產(chǎn)率高。即使為粉體狀態(tài),飛散也少,因此,在處理上是優(yōu)選的。本說明書中,所謂無(wú)機(jī)纖維,是指無(wú)機(jī)纖維的平均長(zhǎng)度與平均粗度之比(長(zhǎng)徑比)為10以上的纖維。長(zhǎng)徑比優(yōu)選為10以上,將粉體成形時(shí),從可以以小的壓力成形、提高成形體的生產(chǎn)率的觀點(diǎn)考慮,更優(yōu)選為50以上,從成形體的彎曲強(qiáng)度的觀點(diǎn)考慮,進(jìn)一步優(yōu)選為100以上。無(wú)機(jī)纖維的長(zhǎng)徑比可以由利用FE-SEM測(cè)定的1000根無(wú)機(jī)纖維的粗度及長(zhǎng)度的平均值求出。無(wú)機(jī)纖維優(yōu)選單分散地混合在粉體中,但也可以以無(wú)機(jī)纖維相互纏繞的狀態(tài)或多個(gè)無(wú)機(jī)纖維在同一個(gè)方向匯集成束的狀態(tài)混合。另外,在單分散狀態(tài)下,也可以為無(wú)機(jī)纖維的朝向在同一個(gè)方向匯集的狀態(tài),但從減小熱導(dǎo)率的觀點(diǎn)考慮,無(wú)機(jī)纖維優(yōu)選沿垂直于傳熱方向的方向取向。例示無(wú)機(jī)纖維的例子時(shí),可以舉出玻璃長(zhǎng)纖維(長(zhǎng)絲)(SiO2-Al2O3-B2O3-CaO)、玻璃棉(SiO2-Al2O3-CaO-Na2O)、耐堿玻璃纖維(SiO2-ZrO2-CaO-Na2O)、巖棉(玄武巖礦棉)(SiO2-Al2O3-Fe2O3-MgO-CaO)、渣棉(SiO2-Al2O3-MgO-CaO)、陶瓷纖維(莫來(lái)石纖維)(Al2O3-SiO2)、二氧化硅纖維(SiO2)、氧化鋁纖維(Al2O3-SiO2)、鈦酸鉀纖維、氧化鋁晶須、碳化硅晶須、氮化硅晶須、碳酸鈣晶須、堿式硫酸鎂晶須、硫酸鈣晶須(石膏纖維)、氧化鋅晶須、氧化錯(cuò)纖維、炭纖維、石墨晶須、磷酸鹽纖維、AES(Alkaline Earth Silicate)纖維(SiO2-CaO-MgO)、天然礦物的硅灰石、海泡石、綠坡縷石、水鎂石等現(xiàn)有公知的無(wú)機(jī)纖維。無(wú)機(jī)纖維中,特別優(yōu)選使用對(duì)人體安全的生物可溶性的AES纖維(Alkaline EarthSilicate Fiber,堿土金屬娃酸鹽纖維)。作為AE S纖維,例如可以舉出SiO2-CaO-MgO系的無(wú)機(jī)玻璃(無(wú)機(jī)高分子)。
無(wú)機(jī)纖維的平均粗度從防止飛散的觀點(diǎn)考慮優(yōu)選為I U m以上。絕熱材料的情況,從抑制由固體傳導(dǎo)引起的傳熱的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為20pm以下。無(wú)機(jī)纖維的平均粗度可以利用FE-SEM求出1000根無(wú)機(jī)纖維的粗度,并將其平均而求出。絕熱用途的情況,從抑制粉體從加壓成形得到的成形體脫離的觀點(diǎn)考慮,粉體中的無(wú)機(jī)纖維的含有率為,優(yōu)選相對(duì)于粉體整體的質(zhì)量為0.1質(zhì)量%以上,從使粉體的BET比表面積為10m2/g以上、熱導(dǎo)率為0. 05ff/m K以下的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為50質(zhì)量%以下。從與二氧化硅顆粒、紅外線不透明化顆?;旌系娜菀壮潭鹊挠^點(diǎn)考慮,無(wú)機(jī)纖維的含有率更優(yōu)選為0. 2質(zhì)量%以上40質(zhì)量%以下,從體積密度變小的觀點(diǎn)考慮,進(jìn)一步優(yōu)選為0. 2質(zhì)量%以上20質(zhì)量%以下。無(wú)機(jī)纖維的含有率例如可以通過將無(wú)機(jī)纖維從粉體分級(jí)而求出。無(wú)機(jī)纖維也可以含有Ge,這種情況下,在選擇粉體中的Ge的含有率可以為IOOOppm以下的Ge含有率的無(wú)機(jī)纖維的基礎(chǔ)上,無(wú)機(jī)纖維的混合量也以粉體中的Ge的含有率滿足IOOOppm以下的方式確定。這種情況下,顯然二氧化硅顆粒可以含有的Ge量根據(jù)無(wú)機(jī)纖維的Ge含有率而變少。因此,優(yōu)選預(yù)先測(cè)定二氧化硅顆粒、無(wú)機(jī)纖維中的Ge的含有率。無(wú)機(jī)纖維不含有Ge時(shí),二氧化硅顆粒(或二氧化硅顆粒和紅外線不透明化顆粒的混合物)的Ge含有率滿足IOppm以上IOOOppm以下(以粉體的總質(zhì)量為基準(zhǔn))即可。[1-3]紅外線不透明化顆粒在要求高溫下的絕熱性能的情況下,粉體優(yōu)選含有紅外線不透明化顆粒。所謂紅外線不透明化顆粒,是指由反射、散射或吸收紅外線的材料構(gòu)成的顆粒。在絕熱材料中混合紅外線不透明化顆粒時(shí),可以抑制輻射引起的傳熱,因此,特別是在200°C以上的高溫區(qū)域下的絕熱性能高。作為紅外線不透 明化顆粒的例子,可以舉出氧化鋯、硅酸鋯、二氧化鈦、鐵鈦氧化物、氧化鐵、氧化銅、碳化硅、金礦、二氧化鉻、二氧化錳、石墨等炭物質(zhì)、炭纖維、尖晶石顏料、鋁顆粒、不銹鋼顆粒、青銅顆粒、銅/鋅合金顆粒、銅/鉻合金顆粒。可以單獨(dú)使用迄今作為紅外線不透明物質(zhì)已知的上述金屬顆?;蚍墙饘兕w粒,也可以并用2種以上所述顆粒。作為紅外線不透明化顆粒,特別優(yōu)選氧化鋯、硅酸鋯、二氧化鈦或碳化硅。紅外線不透明化顆粒的組成可以通過FE-SEMEDX求出。紅外線不透明化顆粒的平均粒徑從200°C以上時(shí)的絕熱性能的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為0.5 以上,從通過抑制固體傳導(dǎo)而獲得的不足200°C時(shí)的絕熱性能的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選為30 以下。需要說明的是,紅外線不透明化顆粒的平均粒徑可以利用與二氧化硅顆粒相同的方法求出。紅外線不透明化顆粒的平均粒徑也取決于無(wú)機(jī)纖維及二氧化硅顆粒的尺寸,二氧化硅顆粒為5nm 50 y m時(shí),從和二氧化硅顆?;旌系娜菀壮潭鹊挠^點(diǎn)考慮,紅外線不透明化顆粒的平均粒徑更優(yōu)選為0. 5 ii m以上10 ii m以下。粉體中的紅外線不透明化顆粒的含有率優(yōu)選超過0質(zhì)量%且為49. 5質(zhì)量%以下。紅外線不透明化顆粒的含有率大于49. 5質(zhì)量%時(shí),由固體傳導(dǎo)引起的傳熱大,因此,存在不足2000C時(shí)的絕熱性能低的傾向,除此以外,BET比表面積小。為了提高200°C以上時(shí)的絕熱性能,紅外線不透明化顆粒的含有率優(yōu)選設(shè)為2質(zhì)量%以上。紅外線不透明化顆粒的含有率從和二氧化硅顆?;旌系娜菀壮潭鹊挠^點(diǎn)考慮,進(jìn)一步優(yōu)選為2質(zhì)量%以上30質(zhì)量%以下。將含有二氧化硅和鍺的粉體、和紅外線不透明化顆粒混合而成的混合粉體存在二氧化硅顆粒和紅外線不透明化顆粒的附著性變強(qiáng)的傾向。由此,用攪拌機(jī)制備混合粉體時(shí),具有紅外線不透明化顆粒不易接觸攪拌槽的內(nèi)壁、攪拌槽的內(nèi)壁不易磨耗的效果。紅外線不透明化顆粒的含有率例如可以如下求出,S卩,利用FE-SEM EDX測(cè)定紅外線不透明化顆粒的組成,利用熒光X射線分析法對(duì)僅紅外線不透明化顆粒含有的元素進(jìn)行定量,由此求出。紅外線不透明化顆粒也可以含有Ge。紅外線不透明化顆粒含有Ge時(shí),以粉體整體中的Ge含有率為IOppm以上IOOOppm以下的方式,減去二氧化娃顆粒及含有無(wú)機(jī)纖維時(shí)無(wú)機(jī)纖維的Ge量而調(diào)整紅外線不透明化顆粒的Ge含有率、混合量。因此,優(yōu)選預(yù)先測(cè)定二氧化硅顆粒、無(wú)機(jī)纖維中的Ge的含有率。[1-4]鍺(Ge)的含有率本發(fā)明的粉體含有Ge。Ge的含有率在以粉體的總質(zhì)量為基準(zhǔn)時(shí)為IOppm以上IOOOppm以下。Ge的含有率不足IOppm時(shí),存在粉體的飛散變多的傾向,Ge的含有率為IOOOppm以上時(shí),存在絕熱性能降低的傾向。其原因尚未明確,推測(cè)如下。粉體的體積密度、粒徑及顆粒形狀、表面積、含水率、附著性等全都會(huì)影響粉體的壓縮度。粉體中含有Ge時(shí),詳細(xì)情況還不清楚,推測(cè),由于二 氧化硅顆粒表面的帶電狀態(tài)、結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,作用于例如附著性這樣的因素,其結(jié)果,壓縮度變小,抑制粉體的飛散。Ge的含有率優(yōu)選為20ppm以上900ppm以下,更優(yōu)選為20ppm以上800ppm以下,進(jìn)一步優(yōu)選為20ppm以上700ppm以下。粉體中的Ge的含有率可以利用XRF(熒光X射線分析)進(jìn)行定量?;旌隙喾N二氧化硅顆粒、例如小顆粒和大顆粒制備粉體時(shí),優(yōu)選預(yù)先測(cè)定各自的Ge的含有率,以混合后的粉體的Ge的含有率為IOppm以上IOOOppm以下的方式調(diào)整混合Mo例如,混合Ge的含有率分別為Oppm的小顆粒和1700ppm的大顆粒時(shí),優(yōu)選大顆粒的質(zhì)量/ (小顆粒的質(zhì)量+大顆粒的質(zhì)量)在0. 006 0. 58的范圍內(nèi)。使用無(wú)機(jī)纖維、紅外線不透明化顆粒時(shí),也優(yōu)選預(yù)先測(cè)定各自的Ge的含有率,確定混合量。例如,在Ge的含有率為800ppm的二氧化娃中混合Ge的含有率為Oppm的無(wú)機(jī)纖維時(shí),可以任意確定無(wú)機(jī)纖維的混合量。例如,在Ge的含有率為800ppm的二氧化硅中混合Ge的含有率為30ppm的紅外線不透明化顆粒時(shí),可以任意確定紅外線不透明化顆粒的混合量。[1-5] BET 比表面積本發(fā)明的粉體的BET比表面積為10m2/g以上400m2/g以下。具有該范圍內(nèi)的BET比表面積的粉體存在熱導(dǎo)率小的傾向。進(jìn)而,Ge的含有率為IOppm以上IOOOppm以下時(shí),存在成形性優(yōu)異、粉體的飛散少的傾向。其理由尚未明確,推測(cè)如上所述,作為影響壓縮度的因子,可以舉出表面積及含水率、附著性,因此,BET比表面積為10m2/g以上400m2/g以下、且Ge的含有率為IOppm以上IOOOppm以下時(shí),存在壓縮度變小的傾向,其結(jié)果,得到回彈小、成形性優(yōu)異、飛散少的粉體。BET比表面積優(yōu)選為10m2/g以上300m2/g以下,更優(yōu)選為10m2/g以上200m2/g以下,進(jìn)一步優(yōu)選為10m2/g以上150m2/g以下。混合多種二氧化硅顆粒、例如小顆粒和大顆粒制備粉體時(shí),優(yōu)選測(cè)定各自的BET比表面積,以BET比表面積為10m2/g以上400m2/g以下的方式調(diào)整混合量。例如,混合BET比表面積分別為200m2/g的小顆粒和0. 3m2/g大顆粒時(shí),優(yōu)選大顆粒的質(zhì)量/(小顆粒的質(zhì)量+大顆粒的質(zhì)量)在0 0.88的范圍內(nèi)。使用無(wú)機(jī)纖維、紅外線不透明化顆粒時(shí),也優(yōu)選預(yù)先測(cè)定各自的BET比表面積,確定混合量。例如,在BET比表面積為200m2/g的二氧化娃中混合BET比表面積為0. 15m2/g的無(wú)機(jī)纖維時(shí),無(wú)機(jī)纖維的混合量?jī)?yōu)選為0.1質(zhì)量% 90質(zhì)量%。另外,例如在BET比表面積為200m2/g的二氧化硅中混合BET比表面積為2m2/g的紅外線不透明化顆粒時(shí),紅外線不透明化顆粒的混合量?jī)?yōu)選超過0質(zhì)量%且為95質(zhì)量%以下。[1-6]壓縮度本發(fā)明的粉體的壓縮度為31%以下。具有該范圍的壓縮度的粉體表現(xiàn)出不易凝聚的傾向。因此,從在向模具等供給的工序中容易處理的觀點(diǎn)考慮是特別優(yōu)選作為成形用的粉體。壓縮度優(yōu)選為29%以下,更優(yōu)選為27%以下,從粉體的飛散少的觀點(diǎn)考慮,進(jìn)一步優(yōu)選為25%以下。壓縮度的測(cè)定方法將在后面敘述。混合多種二氧化硅顆粒、例如小顆粒和大顆粒制備粉體時(shí),優(yōu)選如上所述在使Ge的含有率為IOppm以上IOOOppm以下、BET比表面積為10m2/g以上400m2/g以下的基礎(chǔ)上測(cè)定壓縮度。壓縮度超過31%時(shí),優(yōu)選在Ge的含有率維持IOppm以上IOOOppm以下、BET比表面積維持10m2/g以上400m2/g以下的范圍內(nèi)改變小顆粒和大顆粒的混合量,確定可以滿足壓縮度的混合量。使用無(wú)機(jī)纖維、紅外線不透明化顆粒時(shí)也可以同樣地確定混合量。此時(shí),測(cè)定小顆粒、大顆粒各自的壓縮度,在壓縮度大的顆粒中混合壓縮度小的顆粒時(shí),存在容易調(diào)整具有上述范圍的壓縮度的粉體的傾向。例如,混合壓縮度分別為15%的小顆粒和37%的大顆粒時(shí),優(yōu)選大顆粒的質(zhì)量/(小顆粒的質(zhì)量+大顆粒的質(zhì)量)在0. 12 0. 85的范圍。另外,例如在壓縮度為25%的二氧化硅中混合平均纖維直徑為12iim、平均長(zhǎng)度為5mm的無(wú)機(jī)纖維時(shí),無(wú)機(jī)纖維的混合量?jī)?yōu)選為0.1質(zhì)量% 18質(zhì)量%。進(jìn)而,例如在壓縮度為25%的二氧化硅中混合平均粒徑為2pm的紅外線不透明化顆粒時(shí),優(yōu)選紅外線不透明化顆粒的混合量為I質(zhì)量% 23質(zhì)量%。[1-7]熱導(dǎo)率 本發(fā)明的粉體在30°C下的熱導(dǎo)率為0. 05W/m K以下。從絕熱性能的觀點(diǎn)考慮,熱導(dǎo)率優(yōu)選為0. 045ff/m K以下,更優(yōu)選為0. 040ff/m K以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0. 037ff/m K以下。本發(fā)明的粉體含有紅外線不透明化顆粒時(shí),特別是200°C以上的高溫區(qū)域的絕熱性能高,因此優(yōu)選。本發(fā)明的粉體含有紅外線不透明化顆粒時(shí),800°C下的熱導(dǎo)率優(yōu)選為0. 15W/m-K以下,更優(yōu)選為0. 14ff/m*K以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0. 13ff/m*K以下。熱導(dǎo)率的測(cè)定方法將在后面敘述?;旌隙喾N二氧化硅顆粒、例如小顆粒和大顆粒制備粉體時(shí),優(yōu)選如上所述使Ge的含有率為IOppm以上IOOOppm以下、BET比表面積為10m2/g以上400m2/g以下的基礎(chǔ)上,測(cè)定熱導(dǎo)率。熱導(dǎo)率超過0. 05ff/m K時(shí),優(yōu)選在維持Ge的含有率為IOppm以上IOOOppm以下、、BET比表面積為10m2/g以上400m2/g以下的范圍內(nèi)改變混合量。使用無(wú)機(jī)纖維、紅外線不透明化顆粒時(shí),也可以同樣地確定混合量?;旌闲☆w粒和大顆粒制備粉體時(shí),與粉體僅由大顆粒構(gòu)成的情況相比較,可見熱導(dǎo)率變小的傾向。例如,混合IOnm左右的小顆粒和5 U m左右的大顆粒時(shí),優(yōu)選使大顆粒的質(zhì)量/(小顆粒的質(zhì)量+大顆粒的質(zhì)量)為0. 02 0. 95。無(wú)機(jī)纖維、紅外線不透明化顆粒的混合量過量時(shí),有時(shí)絕熱性降低,因此,優(yōu)選邊測(cè)定并確認(rèn)熱導(dǎo)率邊恰當(dāng)制備。另外,例如,在二氧化硅中混合平均纖維直徑為12iim、平均長(zhǎng)度為5_的無(wú)機(jī)纖維時(shí),無(wú)機(jī)纖維的混合量?jī)?yōu)選為30質(zhì)量%以下。例如,在二氧化硅中混合平均粒徑為2 的紅外線不透明化顆粒時(shí),紅外線不透明化顆粒的混合量?jī)?yōu)選為23質(zhì)量%以下。另外,選擇使用由熱導(dǎo)率小的材料構(gòu)成的無(wú)機(jī)纖維或紅外線不透明化顆粒時(shí),存在容易制備熱導(dǎo)率在上述范圍內(nèi)的混合粉體的傾向。[1-8] Fe、其它元素的含有率對(duì)于本實(shí)施方式的粉體,從成形性優(yōu)異、減少粉體的飛散的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選以粉體的總質(zhì)量為基準(zhǔn),F(xiàn)e的含有率為0. 005質(zhì)量%以上3質(zhì)量%以下,更優(yōu)選為0. 005質(zhì)量%以上2質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選為0. 005質(zhì)量%以上I質(zhì)量%以下。另外,粉體中除Ge、Fe以外,還可以含有鉀⑷、鎂(Mg)、鈣(Ca)、磷⑵、硫(S)。對(duì)于各元素的含有率而言,優(yōu)選K的含有率為0. 003質(zhì)量%以上2質(zhì)量%以下、Mg的含有率為0. 002質(zhì)量%以上2質(zhì)量%以下、Ca的含有率為0. 002質(zhì)量%以上0. 5質(zhì)量%以下、P的含有率為0. 003質(zhì)量%以上0. 3質(zhì)量%以下、S的含有率為0. 003質(zhì)量%以上0. 3質(zhì)量%以下,更優(yōu)選的是,K的含有率為0. 003質(zhì)量%以上1. 5質(zhì)量%以下、Mg的含有率為0. 002質(zhì)量%以上1. 8質(zhì)量%以下、Ca的含有率為0. 002質(zhì)量%以上0. 4質(zhì)量%以下、P的含有率為0. 003質(zhì)量%以上0. 25質(zhì)量%以下、S的含有率為0. 003質(zhì)量%以上0. 0. 2質(zhì)量%以下,進(jìn)一步優(yōu)選的是,K的含有率為0. 003質(zhì)量%以上1. 0質(zhì)量%以下、Mg的含有率為0. 002質(zhì)量%以上1. 6質(zhì)量%以下、Ca的含有率為0. 002質(zhì)量%以上0. 2質(zhì)量%以下、P的含有率為0. 003質(zhì)量%以上0. 2質(zhì)量%以下、S的含有率為0. 003質(zhì)量%以上0.1質(zhì)量%以下。[2]粉體的制造方法本發(fā)明的粉體的制造方法優(yōu)選具有以下工序?qū)⒑卸趸?、且平均粒徑Ds為5nm以上且不足30nm的小顆粒與含有二氧化硅、且平均粒徑Dl為30nm以上50 y m以下的大顆粒混合的工序。這里,小顆?;虼箢w粒中的至少一者可以含有Ge。另外,也可以在不含有Ge的小顆粒、大顆粒、或小顆粒及大顆粒中添加含有Ge的化合物。[2-1] 二氧化硅顆粒作為二氧化硅 顆粒,優(yōu)選使用上述小顆粒及/或大顆粒。二氧化硅顆??梢詾橐岳矛F(xiàn)有的制造方法制造的具有二氧化硅成分的顆粒為原料,對(duì)鍺的含有率、BET比表面積、壓縮度或熱導(dǎo)率進(jìn)行調(diào)整所得的顆粒。例如,二氧化硅顆粒可以為利用酸性或堿性條件下的濕式法將硅酸根離子縮合而制造的顆粒。含有二氧化硅的無(wú)機(jī)化合物顆??梢詾槔脻袷椒▽⑼檠趸柰樗?縮合而制造的顆粒。二氧化硅顆粒還可以為將利用濕式法制造的二氧化硅成分燒成而制造的顆粒。含有二氧化硅的無(wú)機(jī)化合物顆??梢詾閷⒙然锏裙璧幕衔镌跉庀嘀腥紵圃斓念w粒。二氧化硅顆??梢詾槭辜訜峁杞饘倩蚝泄璧脑隙玫降墓铓怏w氧化 燃燒而制造的顆粒。二氧化硅顆粒也可以為使硅石等熔融而制造的顆粒。作為二氧化硅顆粒中所含的二氧化硅成分以外的成分,可以利用在上述制造方法中作為雜質(zhì)存在于原料中的成分。也可以將二氧化硅成分以外的成分添加到二氧化硅的制
造工藝中。對(duì)于公知的二氧化硅的制造方法,有以下方法。<利用濕式法合成的二氧化硅>以硅酸鈉為原料在酸性條件下制造的凝膠法二氧化硅。以硅酸鈉為原料在堿性條件下制造的沉淀法二氧化硅。通過烷氧基硅烷的水解 縮合而合成的二氧化硅。<利用干式法合成的二氧化硅>
燃燒硅的氯化物而制造的氣相二氧化硅。燃燒硅金屬氣體而制造的二氧化硅。制造硅鐵時(shí)等副產(chǎn)的二氧化硅微粉。利用電弧法或等離子體法制造的二氧化硅。使粉碎的二氧化硅粉末在火焰中熔融 球形化而制造的熔融二氧化硅。利用各制造方法得到的二氧化硅中,利用濕式法合成的二氧化硅存在Ge的含有率不足IOppm的傾向,因此,為了用作二氧化硅顆粒的原料,(a)在合成階段添加水解性的Ge化合物、或(b)在不添加Ge的情況下合成后,使Ge化合物的溶液含浸及/或反應(yīng)等,調(diào)整Ge濃度。另外,利用干式法合成的二氧化硅中,也有含有Ge的二氧化硅,Ge的含有率不足IOppm時(shí),需要通過使Ge化合物的溶液含浸及/或反應(yīng),使Ge的含有率為IOppm以上,Ge的含有率超過IOOOppm時(shí),需要利用后述的方法將濃度降低至IOOOppm以下。另外,根據(jù)本發(fā)明人的調(diào)查研究,利用干式法合成的二氧化硅存在壓縮度超過31%的傾向,因此,優(yōu)選利用后述的方法添加Ge或調(diào)整壓縮度。上述二氧化硅中,從生產(chǎn)率及成本的觀點(diǎn)考慮,更優(yōu)選使用氣相二氧化硅、燃燒硅金屬氣體而制作的二氧化硅、二氧化硅微粉、熔融二氧化硅。作為二氧化硅顆粒,可以使用天然硅酸鹽礦物。作為天然礦物,例如可以舉出橄欖石類、綠簾石類、石英、長(zhǎng)石類、沸石類等。通過對(duì)天然硅酸鹽礦物實(shí)施粉碎等處理,調(diào)整BET比表面積,可以作為構(gòu)成粉體的二氧化硅顆粒使用。Ge的含有率不充分或者過量時(shí),可以利用后述的方法實(shí)施Ge的添加或除去處理,將Ge的含有率調(diào)整為任意的值,作為構(gòu)成粉體的二氧化硅顆粒使用。[2-2] Ge粉體的制造方法中,小顆?;虼箢w粒的至少一者可以含有Ge。另外,在不含有Ge的小顆粒、大顆粒、或小顆粒及大顆粒中可以添加含有G e的化合物。另外,小顆粒或大顆粒優(yōu)選以粉體中的Ge的含有率為IOppm以上IOOOppm以下的方式含有Ge。根據(jù)來(lái)源的不同,也有含有10 IOOOppm的Ge的二氧化硅,但通常二氧化硅的Ge濃度不足lOppm,因此,優(yōu)選將Ge濃度以在上述范圍內(nèi)的方式進(jìn)行調(diào)整。在二氧化硅的制造工藝及粉體的制造工藝中,通過以Ge濃度為10 IOOOppm的方式添加含有Ge的化合物,可以得到含有Ge的二氧化硅顆粒。作為含有Ge的化合物,沒有特別限定,例如可以舉出Ge的氧化物、復(fù)合氧化物、氮化物、碳化物等無(wú)機(jī)鍺化合物、作為鍺的醇鹽的四乙氧基鍺[Ge (C2H5O)4K四正丁氧基鍺[Ge (C4H9O) 4]、四異丙氧基鍺[Ge (C3H7O) 4]等、羧乙基鍺倍半氧化物[(GeCH2CH2COOH) 203]、四乙基鍺[Ge (C2H5)4]、四丁基鍺[Ge (C4H9)4]、三丁基鍺[Ge(C4H9)3]等有機(jī)鍺化合物。這些化合物可以單獨(dú)添加,也可以添加它們的混合物。只要濃度為10 lOOOppm,從生產(chǎn)率、成本、作業(yè)性的觀點(diǎn)考慮,將作為雜質(zhì)含有Ge的含有二氧化硅的無(wú)機(jī)化合物顆粒在調(diào)整了壓縮度等的基礎(chǔ)上作為粉體的原料是優(yōu)選的方式。添加含有Ge的化合物的方法沒有特別限定。例如,可以添加到上述利用濕式法或干式法得到的二氧化硅中,也可以在二氧化硅的上述各制造工序中添加。含有Ge的化合物可以為水溶性,也可以不溶于水??梢砸院蠫e的化合物的水溶液及/或漿料的形式添加,并根據(jù)需要進(jìn)行干燥,也可以將含有Ge的化合物以固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)的狀態(tài)添加。含有Ge的化合物可以預(yù)先粉碎至規(guī)定的粒徑,另外,也可以預(yù)先進(jìn)行粗粉碎。二氧化硅顆粒含有過量的Ge時(shí),優(yōu)選對(duì)二氧化硅顆粒實(shí)施某些處理,將Ge的含有率調(diào)整到10 IOOOppm內(nèi)。將過量的Ge調(diào)整到10 IOOOppm內(nèi)的方法沒有特別限定。例如,可以舉出利用酸性物質(zhì)或堿性物質(zhì)、或其它元素進(jìn)行置換、提取、除去的方法等,可以在將含有二氧化硅的無(wú)機(jī)化合物顆粒用王水或過氧化鈉水溶液等處理后,進(jìn)行干燥,作為粉體的原料使用。過量的Ge的減少可以在將含有二氧化硅的無(wú)機(jī)化合物顆粒預(yù)先粉碎至目標(biāo)粒徑后進(jìn)行,也可以在將Ge調(diào)整至規(guī)定范圍后再粉碎二氧化硅顆粒。[2_3]Fe、其它元素在二氧化硅的制造工藝及粉體的制造工藝中,可以以含有Fe或K、Mg、Ca、P、S的化合物的形式分別添加Fe或K、Mg、Ca、P、S,也可以使用預(yù)先含有足夠量的Fe或K、Mg、Ca、P、S的二氧化硅顆粒。作為含有Fe或K、Mg、Ca、P、S的化合物,沒有特別限定,例如可以舉出Fe或K、Mg、Ca、P、S的氧化物、復(fù)合氧化物、氫氧化物、氮化物、碳化物、碳酸鹽、醋酸鹽、硝酸鹽、難溶性鹽、及醇鹽等。這些化合物可以單獨(dú)添加,也可以添加它們的混合物。將含有作為雜質(zhì)的Fe或K、M g、Ca、P、S的含有二氧化硅的無(wú)機(jī)化合物顆粒作為粉體的原料從生產(chǎn)率、成本、作業(yè)性的觀點(diǎn)考慮是優(yōu)選的方式。這樣的含有二氧化硅的無(wú)機(jī)化合物顆粒例如可以以利用沉淀法制得的二氧化硅凝膠來(lái)源的顆?;蛑圃旃梃F時(shí)等副產(chǎn)的二氧化硅微粉的形式得到。在二氧化硅顆粒中添加分別含有Fe或K、Mg、Ca、P、S的化合物的方法沒有特別限定。例如,可以添加在不含有這些金屬的二氧化硅顆粒中,也可以在二氧化硅的制造工序中添加這些金屬。分別含有Fe或K、Mg、Ca、P、S的化合物可以為水溶性,也可以不溶于水??梢砸苑謩e含有Fe或K、Mg、Ca、P、S的化合物的水溶液的形式添加,并根據(jù)需要進(jìn)行干燥,也可以將分別含有Fe或K、Mg、Ca、P、S的化合物以固態(tài)物質(zhì)或液態(tài)物質(zhì)的狀態(tài)添加。分別含有Fe或K、Mg、Ca、P、S的化合物可以預(yù)先粉碎至規(guī)定的粒徑,另外,也可以預(yù)先進(jìn)行粗粉碎。二氧化硅顆粒含有過量的Fe或K、Mg、Ca、P、S時(shí),可以在二氧化硅的制造工藝及粉體的制造工藝中實(shí)施某些處理,將所述元素的含有率調(diào)整到規(guī)定范圍內(nèi)。將過量的Fe或K、Mg、Ca、P、S調(diào)整到規(guī)定范圍的方法沒有特別限定。例如,作為Fe的含有率的調(diào)整方法,可以舉出利用酸性物質(zhì)或其它元素進(jìn)行置換、提取、除去的方法等,可以在將含有二氧化硅的無(wú)機(jī)化合物顆粒用王水等處理 后,進(jìn)行干燥,作為粉體的原料使用。過量的Fe或K、Mg、Ca、P、S的調(diào)整可以在將含有二氧化硅的無(wú)機(jī)化合物顆粒預(yù)先粉碎至目標(biāo)粒徑后進(jìn)行,也可以在將Fe或K、Mg、Ca、P、S調(diào)整至規(guī)定范圍后再粉碎二氧化硅顆粒。[2-4]混合方法在粉體的制造方法中,優(yōu)選具有以下工序?qū)⒑卸趸?、且平均粒徑Ds為5nm以上且不足30nm的小顆粒與含有二氧化硅、且平均粒徑^為30nm以上50 y m以下的大顆粒混合的工序。小顆粒及大顆粒的混合可以使用公知的粉體混合機(jī)、例如修訂六版化學(xué)工學(xué)手冊(cè)(丸善)中記載的混合機(jī)進(jìn)行混合。這時(shí),也可以混合紅外線不透明化顆粒、無(wú)機(jī)纖維、或混合分別含有Ge、Fe、K、Mg、Ca、P、S的化合物或其水溶液。作為公知的粉體混合機(jī),可以舉出作為容器旋轉(zhuǎn)型(容器自身旋轉(zhuǎn)、振動(dòng)、搖動(dòng))的水平圓筒型、V型(可以帶有攪拌葉片)、雙錐型、立方體型及搖動(dòng)旋轉(zhuǎn)型;作為機(jī)械攪拌型(容器被固定,用葉片等進(jìn)行攪拌)的單軸帶型、多軸漿型、旋轉(zhuǎn)耙型、雙軸行星攪拌型、圓錐螺桿型、高速攪拌型、旋轉(zhuǎn)圓盤型、帶輥旋轉(zhuǎn)容器型、帶攪拌旋轉(zhuǎn)容器型、高速橢圓轉(zhuǎn)子型;作為流動(dòng)攪拌型(利用空氣、氣體進(jìn)行攪拌)的氣流攪拌型、利用重力進(jìn)行的無(wú)攪拌型。也可以組合這些混合機(jī)使用。
小顆粒及大顆粒、紅外線不透明化顆粒、無(wú)機(jī)纖維的混合可以在使用公知的粉碎機(jī)、例如修訂六版化學(xué)工學(xué)手冊(cè)(丸善)中記載的粉碎機(jī)粉碎顆粒、裁斷無(wú)機(jī)纖維、提高顆粒、無(wú)機(jī)纖維的分散性的同時(shí)進(jìn)行。這時(shí),也可以使小顆粒及大顆粒粉碎、分散、或使分別含有Ge、Fe、K、Mg、Ca、P、S的化合物或其水溶液粉碎、分散。作為公知的粉碎機(jī),可以舉出輥磨機(jī)(高壓壓縮輥磨機(jī)、輥旋轉(zhuǎn)式研磨機(jī))、搗碎機(jī)、輪輾機(jī)(雙軸式輪碾機(jī)、智利式輪碾機(jī))、切斷 剪切研磨機(jī)(切碎機(jī)等)、棒磨機(jī)、自磨機(jī)(氣落式自磨機(jī)、瀑落式自磨機(jī)等)、立式輥磨機(jī)(環(huán)輥式磨機(jī)、滾柱研磨機(jī)、滾珠研磨機(jī))、高速旋轉(zhuǎn)磨(錘磨機(jī)、籠式磨機(jī)、粉碎機(jī)(Disintegrator)、篩磨機(jī)、針盤式磨機(jī))、分級(jí)機(jī)內(nèi)置型高速旋轉(zhuǎn)磨(固定沖擊板型研磨機(jī)、渦輪型研磨機(jī)、離心分級(jí)型研磨機(jī)、環(huán)隙式砂磨機(jī))、容器驅(qū)動(dòng)介質(zhì)研磨機(jī)(滾動(dòng)球磨機(jī)(罐式球磨機(jī)、管磨機(jī)、錐形球磨機(jī))、振動(dòng)球磨機(jī)(圓形振動(dòng)磨、旋轉(zhuǎn)振動(dòng)磨、離心磨)、行星磨、離心流動(dòng)化磨)、介質(zhì)攪拌式磨(塔式粉碎機(jī)、攪拌槽式研磨機(jī)、臥式流通槽式研磨機(jī)、立式流通槽式研磨機(jī)、環(huán)隙式砂磨機(jī))、氣流式粉碎機(jī)(氣流吸入型、噴嘴內(nèi)通過型、沖突型、流動(dòng)層噴射吹入型)、壓實(shí)剪切磨(高速離心棍磨、內(nèi)磨片式(Inner piece式))、研缽、磨石等。也可以組合這些粉碎機(jī)使用。這些混合 機(jī)和粉碎機(jī)中,具有攪拌葉片的粉體混合機(jī)、高速旋轉(zhuǎn)磨、分級(jí)機(jī)內(nèi)置型高速旋轉(zhuǎn)磨、容器驅(qū)動(dòng)介質(zhì)研磨機(jī)、壓實(shí)剪切磨能提高顆粒、無(wú)機(jī)纖維的分散性,因此優(yōu)選。為了提高顆粒、無(wú)機(jī)纖維的分散性,優(yōu)選使攪拌葉片、旋轉(zhuǎn)板、夾錘板、刀片、針等的頂端的圓周速度為100km/h以上,更優(yōu)選為200km/h以上,進(jìn)一步優(yōu)選為300km/h以上?;旌闲☆w粒及大顆粒時(shí),優(yōu)選以堆比重由小到大的順序?qū)⒍趸桀w粒投入攪拌機(jī)或者粉碎機(jī)中。含有無(wú)機(jī)纖維、紅外線不透明化顆粒時(shí),優(yōu)選混合小顆粒及大顆粒后添加紅外線不透明化顆粒進(jìn)行混合,再在其后添加無(wú)機(jī)纖維進(jìn)行混合。[2-5]成形方法粉體在用于絕熱用途時(shí),可以不經(jīng)由成形等工序而僅填充在使用粉體的部位直接作為成形體使用,也可以將由粉體加壓成形得到的物質(zhì)(成形體)作為絕熱材料使用。需要說明的是,加壓成形中,粉體容易凝聚,例如在儲(chǔ)存槽料斗內(nèi)因剩余的絕熱材料而使體積密度發(fā)生變化,因此,有時(shí)難以進(jìn)行穩(wěn)定的連續(xù)供給,但是,利用本發(fā)明的粉體,可以抑制凝聚的產(chǎn)生,容易防止模具中的填充不足、生產(chǎn)率降低。將粉體加壓成形而制造成形體時(shí),可以利用模具壓制成形法(柱塞式加壓成形法)、橡膠壓延法(靜水壓成形法)、擠出成形法等目前公知的陶瓷加壓成形法成形。從生產(chǎn)率的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選模具壓制成形法。在模具壓制成形法或橡膠壓延法中,將粉體填充于模具中時(shí),通過使粉體振動(dòng)等使填充變均勻,可以使成形體的厚度均勻,因此優(yōu)選。邊對(duì)模具內(nèi)進(jìn)行減壓 脫氣邊將粉體填充在模具內(nèi)時(shí),可以在短時(shí)間內(nèi)填充,因此,從生產(chǎn)率的觀點(diǎn)考慮是優(yōu)選的。將粉體、加壓成形中或加壓成形后的成形體在粉體或者成形體的耐熱性充分的溫度及時(shí)間的條件范圍內(nèi)進(jìn)行加熱干燥,除去粉體或成形體的吸附水后供實(shí)際應(yīng)用時(shí),熱導(dǎo)率變低,因此優(yōu)選。進(jìn)而,還可以實(shí)施加熱處理。成形可以僅為加壓成形,但優(yōu)選對(duì)加壓成形所得的成形體進(jìn)行加熱處理。對(duì)將粉體加壓成形所得的成形體實(shí)施加熱處理時(shí),抗壓強(qiáng)度提高,在載荷大的用途中可以特別優(yōu)選使用。
從尺寸穩(wěn)定性的觀點(diǎn)考慮,加熱處理溫度優(yōu)選為比所述粉體或者成形體的最高使用溫度還高的溫度。所述加熱處理溫度根據(jù)粉體或者成形體的用途的不同而各式各樣,具體而言,優(yōu)選為400 1200°C,更優(yōu)選為500 1200°C,進(jìn)一步優(yōu)選為600 1200°C。粉體或者成形體的加熱處理的氣氛可以舉出空氣中(或大氣中)、氧化性氣氛中(氧、臭氧、氮氧化物、二氧化碳、過氧化氫、次氯酸、無(wú)機(jī) 有機(jī)過氧化物等)、及非活性氣體氣氛中(氦、氬、氮等)。加熱處理時(shí)間根據(jù)加熱處理溫度及絕熱材料的含量適當(dāng)選擇即可。加熱處理可以在將上述粉體填充到使用場(chǎng)所后實(shí)施,也可以對(duì)將粉體加壓成形所得的成形體實(shí)施。[3]包覆體包覆體具有粉體及/或由粉體構(gòu)成的成形體、和收納粉體及/或由粉體構(gòu)成的成形體的外覆材料。包覆體與粉體及成形體相比較具有容易處理、也容易施工這樣的優(yōu)點(diǎn)。圖1是本實(shí)施方式的包覆體的剖面示意圖。另外,圖2是本實(shí)施方式的小顆粒及大顆粒的剖面示意圖。如圖1及圖2所示,本實(shí)施方式的包覆體I由含有多個(gè)小顆粒S和粒徑比小顆粒S大的多個(gè)大顆粒L的粉體2 (或成形體)、和收納粉體2 (或成形體)的外覆材料3構(gòu)成。在粉體2(或成形體)內(nèi)小顆粒S及大顆粒L混合,在大顆粒L的周圍存在小顆粒S。需要說明的是,有時(shí)將粉體及/或由粉體構(gòu)成的成形體稱為芯材。[3-1]外覆材料外覆材料只要可以收納芯材就沒有特別限定,作為例子,可以舉出玻璃布、氧化鋁纖維布、二氧化硅布等無(wú)機(jī)纖維織物、無(wú)機(jī)纖維編物、聚酯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、尼龍膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜、氟系樹脂膜等樹脂膜、塑料-金屬膜、鋁箔、不銹鋼箔、銅箔等金屬箔、陶瓷紙、無(wú)機(jī)纖維無(wú)紡布、有機(jī)纖維無(wú)紡布、玻璃纖維紙、炭纖維紙、巖棉紙、無(wú)機(jī)填充紙、有機(jī)纖維紙、陶瓷涂層、氟樹脂涂層、硅氧烷樹脂涂層等樹脂涂層等。將包覆體作為絕熱材料時(shí),從減小外覆材料的熱容的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選外覆材料的厚度較薄,可以根據(jù)使用狀況及所需強(qiáng)度 等適當(dāng)選擇。外覆材料由在使用芯材的溫度下穩(wěn)定的物質(zhì)構(gòu)成時(shí),使用時(shí)也為外覆材料收納作為芯材的粉體或者成形體的狀態(tài)。在高溫下使用的包覆體的情況,從使用后芯材的處理容易的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選耐熱性高的外覆材料,本說明書中,“外覆材料”除包含使用芯材時(shí)收納芯材的材料以外,還包含在芯材的搬運(yùn)、施工工序中收納芯材的材料。即,外覆材料包含僅在搬運(yùn)時(shí)、施工時(shí)保護(hù)芯材、在使用時(shí)熔融及/或揮發(fā)的外覆材料,因此,外覆材料其自身、外覆材料中所含的有機(jī)成分可以在芯材的使用溫度下熔融、消失。從包覆工序容易的觀點(diǎn)考慮,外覆材料優(yōu)選玻璃布、氧化鋁纖維布、二氧化硅布等無(wú)機(jī)纖維織物、無(wú)機(jī)纖維編物、聚酯膜、聚乙烯膜、聚丙烯膜、尼龍膜、聚對(duì)苯二甲酸乙二醇酯膜、氟系樹脂膜等樹脂膜、塑料-金屬膜、鋁箔、不銹鋼箔、銅箔等金屬箔、陶瓷紙、無(wú)機(jī)纖維無(wú)紡布、有機(jī)纖維無(wú)紡布、玻璃纖維紙、炭纖維紙、巖棉紙、無(wú)機(jī)填充紙、有機(jī)纖維紙這樣的片狀。在高溫下使用包覆體時(shí),從熱穩(wěn)定性的觀點(diǎn)考慮,外覆材料更優(yōu)選玻璃布、氧化鋁纖維布、二氧化硅布等無(wú)機(jī)纖維織物、無(wú)機(jī)纖維編物、陶瓷紙、無(wú)機(jī)纖維無(wú)紡布。外覆材料從強(qiáng)度的觀點(diǎn)考慮進(jìn)一步優(yōu)選無(wú)機(jī)纖維織物。[3-2]用外覆材料包覆的方法對(duì)于粉體而言,可以以含有小顆粒及大顆粒、且根據(jù)使用狀況添加紅外線不透明化顆?;驘o(wú)機(jī)纖維而形成的粉體作為芯材,填充到加工成袋狀或管狀的外覆材料中,也可以將該粉體加壓成形制成芯材,用外覆材料包覆。將粉體作為芯材時(shí),粉體相對(duì)于外覆材料形成的容積的填充率可以根據(jù)使用粉體的對(duì)象物適當(dāng)設(shè)定。將成形體作為芯材時(shí),可以如后所述,將粉體和外覆材料一起加壓成形,也可以在將粉體加壓成形后用外覆材料包覆。將芯材用外覆材料包覆的方法沒有特別限定,可以同時(shí)實(shí)施芯材的制備、成形、和利用外覆材料進(jìn)行的包覆,也可以在制備芯材或使其成形后用外覆材料包覆。外覆材料為無(wú)機(jī)纖維織物、樹脂膜、塑料-金屬膜、金屬箔、陶瓷紙、無(wú)機(jī)纖維無(wú)紡布、有機(jī)纖維無(wú)紡布、玻璃纖維紙、炭纖維紙、巖棉紙、無(wú)機(jī)填充紙、有機(jī)纖維紙等片狀形態(tài)時(shí),可以通過例如利用無(wú)機(jī)纖維紗或樹脂纖維紗等進(jìn)行的縫合、外覆材料的粘接固定、縫合和粘接二者進(jìn)行包覆。片狀的外覆材料為樹脂膜、塑料-金屬膜、金屬箔等時(shí),從包覆工序的容易程度的觀點(diǎn)考慮,優(yōu)選真空包裝、收縮包裝。外覆材料為陶瓷涂層、樹脂涂層等時(shí),通過用毛刷或噴涂器將其涂布在芯材上,可以將芯材用外覆材料包覆。也可以在由加壓成形所得的芯材和外覆材料構(gòu)成的成形體上設(shè)置線狀的凹痕,賦予成形體以柔軟性。線的形態(tài)可以根據(jù)成形體的使用狀況選擇直線狀、曲線狀、虛線狀等,也可以組合其中的2種以上。線的粗度、凹痕的深度根據(jù)成形體的厚度、強(qiáng)度、使用狀況來(lái)決定。
·
外覆材料可以包覆芯材的整個(gè)表面,也可以包覆芯材的一部分。[4]用途本實(shí)施方式的含有二氧化硅顆粒和Ge的粉體、成形體及包覆體除可以用于絕熱材料以外,還可以優(yōu)選用于吸音材料、防音材料、隔音材料、防回音材料、消音材料、研磨劑、催化劑載體、吸附劑、吸附芳香劑及殺菌劑等化學(xué)試劑的載體、除臭劑、消臭劑、調(diào)濕材料、填充劑、顏料等。[5]參數(shù)的測(cè)定粉體的Ge的含有率的測(cè)定、BET比表面積測(cè)定、壓縮度的測(cè)定、熱導(dǎo)率的測(cè)定利用以下的方法實(shí)施。[Ge的含有率的測(cè)定]將粉體用瑪瑙研缽粉碎,填充在30mmcp氯乙烯環(huán)中,用XRF片劑成形器進(jìn)行加壓成形,制作片劑,作為測(cè)定樣品。用株式會(huì)社理學(xué)制熒光X射線分析裝置RIX-3000對(duì)其進(jìn)行測(cè)定。成形體的情況也一樣,可以通過制成裝入瑪瑙研缽中的尺寸后,用瑪瑙研缽粉碎,同樣地測(cè)定Ge的含有率。[絕熱材料的BET比表面積測(cè)定]利用Yuasa ionics公司制的氣體吸附量測(cè)定裝置“Autosorb3MP” (商品名),使用氮?dú)庾鳛槲綒怏w,測(cè)定粉體的比表面積(氮吸附法)。比表面積采用BET法。[壓縮度的測(cè)定]壓縮度)通過測(cè)定疏松填充體積密度和致密填充體積密度、并將各自的測(cè)定值帶入下述式(I)中而求出。壓縮度=100X (致密填充體積密度-疏松填充體積密度)/致密填充體積密度(I)疏松填充體積密度的測(cè)定方法使用筒井理化學(xué)器械株式會(huì)社制的疏松填充體積密度測(cè)定器MVD-86型號(hào),進(jìn)行電磁振動(dòng),通過孔徑為500 u m的篩子,使樣品分散,落下投入到IOOmL的樣品容器中。樣品填充結(jié)束后,用刮平刮刀刮平,測(cè)定重量,計(jì)算密度,將得到的值作為疏松填充體積密度。密填充體積密度的測(cè)定方法在IOOmL的樣品容器中裝上連接用圓筒框,將圓筒框中填滿粉體后,安裝到筒井理化學(xué)器械株式會(huì)社制的致密填充體積密度測(cè)定器VBD-2型號(hào)的振動(dòng)臺(tái)上,振動(dòng)直至粉體不下沉。振動(dòng)結(jié)束后,用刮平刮刀刮平樣品容器,測(cè)定重量,計(jì)算密度,將得到的值作為致密填充體積密度。[熱導(dǎo)率的測(cè)定]將長(zhǎng)度30cm、寬度30cm、厚度5cm的發(fā)泡聚苯乙烯的中心部鑿成長(zhǎng)度24cm、寬度24cm的正方形,形成發(fā)泡聚苯乙烯的框。在框的一側(cè)貼附長(zhǎng)度30cm、寬度30cm的招箔,形成凹部,作為樣品臺(tái)。需要說明的是,將鋁箔覆蓋的面作為樣品臺(tái)的底面,將與發(fā)泡聚苯乙烯的厚度方向相對(duì)的另一面作為頂面。將粉體平滿地填充凹部,然后在頂面放上長(zhǎng)度30cm、寬度30cm的鋁箔,將所得物質(zhì)作為測(cè)定樣品。使用測(cè)定樣品,使用熱流計(jì)HFM436Lambda (商品名、NETZS CH公司制)測(cè)定30°C下的熱導(dǎo)率。校準(zhǔn)依照J(rèn)ISA1412-2,使用密度163. 12kg/m3、厚度25. 32mm的NIST SRM 1450c校準(zhǔn)用標(biāo)準(zhǔn)板,在高溫側(cè)和低溫側(cè)的溫度差為20°C的條件下,預(yù)先在15、20、24、30、40、50、60、65°C下實(shí)施。測(cè)定成形體時(shí),將成形為長(zhǎng)度30cm、寬度30cm、厚度20mm的形狀的成形體作為測(cè)定樣品。800°C下的熱導(dǎo)率基于JISA1421-1的方法進(jìn)行測(cè)定。將2個(gè)做成直徑30cm、厚度20mm的圓板狀的成形體作為測(cè)定樣品,使用保護(hù)熱板法熱導(dǎo)率測(cè)定裝置(英弘精機(jī)株式會(huì)社制)作為測(cè)定裝置。實(shí)施例 以下,利用實(shí)施例更詳細(xì)地說明本發(fā)明,但本發(fā)明并不限定于這些實(shí)施例。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以對(duì)包含以下所示的實(shí)施例在內(nèi)的內(nèi)容進(jìn)行各種變更而實(shí)施,進(jìn)行的變更也包含在本發(fā)明的專利權(quán)利要求的范圍內(nèi)。需要說明的是,實(shí)施例及比較例中的粉體的BET比表面積的測(cè)定、Ge的含有率的測(cè)定、熱導(dǎo)率的測(cè)定、壓縮度的測(cè)定分別如上面所述來(lái)進(jìn)行。實(shí)施例1將BET比表面積為125m2/g且Ge含有率為0質(zhì)量%的二氧化硅粉體添加到異丙氧基鍺(IV)的乙醇溶液中,攪拌至完全干燥。對(duì)得到的粉體,在100°C下實(shí)施24小時(shí)加熱處理后,再在700°C下加熱24小時(shí),得到實(shí)施例1的二氧化硅粉體。該二氧化硅粉體的Ge的含量為21ppm,壓縮度為11%,301下的熱導(dǎo)率為0.02031/111*1(。使用該二氧化硅粉體407g,用內(nèi)部尺寸為長(zhǎng)度30cm、寬度30cm的模具進(jìn)行加壓成形,得到長(zhǎng)度30cm、寬度30cm、厚度20mm的成形體。成形體在30°C下的熱導(dǎo)率為0. 0201W/m*K。需要說明的是,二氧化硅粉體的平均粒徑為22nm。將實(shí)施例1的二氧化硅粉體投入料斗時(shí),粉體的飛散少。向模具供給時(shí),可以不發(fā)生粉體凝聚地穩(wěn)定地供給,并且得到的成形體不出現(xiàn)成形缺陷。需要說明的是,所謂二氧化硅粉體,是指含有二氧化硅顆粒的粉體,以下相同。實(shí)施例2使用錘磨機(jī)將BET比表面積為364m2/g且Ge含有率為0%的二氧化硅粉體(小顆粒)50質(zhì)量%和BET比表面積為34m2/g且Ge含有率為571ppm、壓縮度為35%的二氧化硅粉體(大顆粒)50質(zhì)量%混合均勻,得到實(shí)施例2的二氧化硅粉體。測(cè)定該二氧化硅粉體的Ge的含有率、BET比表面積、壓縮度,分別為下的熱導(dǎo)率為0. 0199ff/m K。使用該二氧化硅粉體594g,與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行加壓成形,得到長(zhǎng)度30cm、寬度30cm、厚度20mm的成形體。成形體在30°C下的熱導(dǎo)率為0. 0198W/m .K。需要說明的是,小顆粒的平均粒徑Ds為7. 5nm,大顆粒的平均粒徑^為80nm。將實(shí)施例2的二氧化硅粉體投入料斗時(shí),粉體的飛散少。向模具供給時(shí),可以不發(fā)生粉體凝聚地穩(wěn)定地供給,并且得到的成形體不出現(xiàn)成形缺陷。實(shí)施例3使用旋轉(zhuǎn)壓碎機(jī)將BET比表面積為195m2/g且Ge含有率為0質(zhì)量%的二氧化硅粉體(小顆粒)25質(zhì)量%和BET比表面積為0. 23m2/g且Ge含有率為0質(zhì)量%的二氧化硅粉體(大顆粒)75質(zhì)量%混合均勻,得到混合粉體,將該混合粉體添加到異丙氧基鍺(IV)的乙醇溶液中,攪拌至完全干燥。對(duì)得到的粉體,在100°C下實(shí)施24小時(shí)加熱處理后,再在700°C下加熱24小時(shí),得到Ge的含有率為897ppm、BET比表面積為49m2/g的實(shí)施例3的二氧化硅粉體。該二氧化硅粉體的壓縮度為26%,30°C下的熱導(dǎo)率為0.0313W/m*K。使用該二氧化硅粉體1267g,與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行加壓成形,得到長(zhǎng)度30cm、寬度30cm、厚度20mm的成形體。成形體在30°C下的熱導(dǎo)率為0.0314W/m*K。需要說明的是,小顆粒的平均粒徑Ds為14nm,大顆粒的平均粒徑隊(duì)為10 y m。將實(shí)施例3的二氧化硅粉體投入料斗時(shí),粉體的飛散少。向模具供給時(shí),可以不發(fā)生粉體凝聚地穩(wěn)定地供給,并且得到的成形體不出現(xiàn)成形缺陷。實(shí)施例4將BET比表面積為364m2/g且Ge含有率為0質(zhì)量%的二氧化硅粉體(小顆粒)22. 5質(zhì)量%和BET比表面積為34m2/g且Ge含有率為571ppm、壓縮度為35%的二氧化硅粉體(大顆粒)67. 5質(zhì)量%在錘磨機(jī) 中混合均勻后,添加平均纖維直徑為Ilum且平均纖維長(zhǎng)度為6. 4mm的玻璃纖維5質(zhì)量%,在高速剪切混合機(jī)中混合均勻,得到實(shí)施例4的二氧化硅粉體。測(cè)定該二氧化硅粉體的Ge的含有率、BET比表面積、壓縮度,分別為385ppm、105m2/8、22%,301下的熱導(dǎo)率為0.02611/111*1(。使用該二氧化硅粉體864g,與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行加壓成形,得到長(zhǎng)度30cm、寬度30cm、厚度20mm的成形體。成形體在30°C下的熱導(dǎo)率為0. 0263ff/m K。需要說明的是,小顆粒的平均粒徑Ds為7. 5nm,大顆粒的平均粒徑隊(duì)為80nm。將實(shí)施例4的二氧化硅粉體投入料斗時(shí),粉體的飛散少。向模具供給時(shí),可以不發(fā)生粉體凝聚地穩(wěn)定地供給,并且得到的成形體不出現(xiàn)成形缺陷。實(shí)施例5將BET比表面積為364m2/g且Ge含有率為0質(zhì)量%的二氧化硅粉體(小顆粒)19質(zhì)量%和BET比表面積為34m2/g且Ge含有率為571ppm、壓縮度為35%的二氧化硅粉體(大顆粒)57質(zhì)量%在錘磨機(jī)中混合均勻后,添加平均粒徑為I U m的作為紅外線不透明化顆粒的硅酸鋯14質(zhì)量%,繼續(xù)進(jìn)行均勻混合,再添加平均纖維直徑為Ilum且平均纖維長(zhǎng)度為6. 4mm的玻璃纖維10質(zhì)量%,在高速剪切混合機(jī)中混合均勻,得到實(shí)施例5的二氧化硅粉體。測(cè)定該二氧化硅粉體的Ge的含有率、BET比表面積、壓縮度,分別為325ppm、88m2/8、28%,301下的熱導(dǎo)率為0.02731/111*1(。使用該二氧化硅粉體970g,與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行加壓成形,得到長(zhǎng)度30cm、寬度30cm、厚度20mm的成形體。成形體在30°C下的熱導(dǎo)率為0. 0272ff/m K。需要說明的是,小顆粒的平均粒徑Ds為7. 5nm,大顆粒的平均粒徑隊(duì)為80nm。將實(shí)施例5的二氧化硅粉體投入料斗時(shí),粉體的飛散少。向模具供給時(shí),可以不發(fā)生粉體凝聚地穩(wěn)定地供給,并且得到的成形體不出現(xiàn)成形缺陷。實(shí)施例6將Ge的含有率為0ppm、BET比表面積為9m2/g的二氧化硅粉體在氣流磨中粉碎,使BET比表面積為13m2/g后,添加到異丙氧基鍺(IV)的乙醇溶液中,攪拌至完全干燥。對(duì)得至IJ的粉體,在100°C下實(shí)施24小時(shí)加熱處理后,再在700°C下加熱24小時(shí),得到Ge的含有率為673ppm的實(shí)施例6的二氧化硅粉體。該二氧化硅粉體的壓縮度為24%,30°C下的熱導(dǎo)率為0. 0441ff/m *K。使用該二氧化硅粉體1978g,與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行加壓成形,得到長(zhǎng)度30cm、寬度30cm、厚度20mm的成形體。成形體在30°C下的熱導(dǎo)率為0. 0445W/m K。需要說明的是,二氧化硅粉體的平均粒徑為320nm。將實(shí)施例6的`二氧化硅粉體投入料斗時(shí),粉體的飛散少。向模具供給時(shí),可以不發(fā)生粉體凝聚地穩(wěn)定地供給,并且得到的成形體不出現(xiàn)成形缺陷。實(shí)施例7將0. 5%的羧乙基鍺倍半氧化物水溶液緩慢滴加到保持在15°C下的攪拌狀態(tài)的膠體粒徑10 20nm的二氧化娃溶膠溶液(日產(chǎn)化學(xué)公司制、商品名“Snowtex 40”、SiO2含有率40質(zhì)量%)中,得到二氧化硅溶膠、羧乙基鍺倍半氧化物的混合漿料。其后,用出口溫度設(shè)定為130°C的噴霧干燥裝置對(duì)混合漿料進(jìn)行噴霧干燥,得到固體物質(zhì)。接著,將得到的固體物質(zhì)在電爐中用2小時(shí)從室溫升溫至300°C后,在300°C下保持3小時(shí)。再用2小時(shí)升溫至550°C后,在550°C下保持3小時(shí)進(jìn)行燒成后,緩慢冷卻,得到實(shí)施例7的二氧化硅粉體。測(cè)定該二氧化硅粉體的Ge的含有率、BET比表面積、壓縮度,分別為53ppm、132m2/g、29%,30°C下的熱導(dǎo)率為0. 0339ff/m K。使用該二氧化硅粉體990g,與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行加壓成形,得到長(zhǎng)度30cm、寬度30cm、厚度20mm的成形體。成形體在30°C下的熱導(dǎo)率為0.0341W/m*K。將實(shí)施例7的二氧化硅粉體投入料斗時(shí),粉體的飛散少。向模具供給時(shí),可以不發(fā)生粉體凝聚地穩(wěn)定地供給,并且得到的成形體不出現(xiàn)成形缺陷。實(shí)施例8向通過在燃燒器中供給氧氣和氫氣而形成的火焰中供給四氯化硅和四氯化鍺,使多孔質(zhì)的玻璃細(xì)顆粒堆積在靶桿中。取該玻璃細(xì)顆粒,得到Ge的含量為357ppm、BET比表面積為117m2/g的二氧化硅粉體。測(cè)定該二氧化硅粉體的壓縮度,為19%,30°C下的熱導(dǎo)率為0. 0217ff/m K。使用該二氧化硅粉體450g,與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行加壓成形,得到長(zhǎng)度30cm、寬度30cm、厚度20mm的成形體。成形體在30°C下的熱導(dǎo)率為0. 0215W/m .K。將實(shí)施例8的二氧化硅粉體投入料斗時(shí),粉體的飛散少。向模具供給時(shí),可以不發(fā)生粉體凝聚地穩(wěn)定地供給,并且得到的成形體不出現(xiàn)成形缺陷。實(shí)施例9將BET比表面積為195m2/g且Ge含有率為0質(zhì)量%的二氧化硅粉體(小顆粒)21質(zhì)量%和BET比表面積為34m2/g且Ge含有率為571ppm、壓縮度為35%的二氧化硅粉體(大顆粒)64質(zhì)量%在錘磨機(jī)中混合均勻后,添加平均粒徑為I y m的作為紅外線不透明化顆粒的硅酸鋯15質(zhì)量%,繼續(xù)進(jìn)行均勻混合,得到實(shí)施例9的二氧化硅粉體。測(cè)定該二氧化硅粉體的Ge的含有率、BET比表面積、壓縮度,分別為下的熱導(dǎo)率為0. 0275ff/m K。使用該二氧化硅粉體970g,與實(shí)施例1同樣地進(jìn)行加壓成形,得到長(zhǎng)度30cm、寬度30cm、厚度20mm的成形體。成形體在30°C下的熱導(dǎo)率為0. 0273W/m K。另外,每次使用該二氧化硅粉體721g,使用內(nèi)徑為直徑30cm的圓筒型模具,進(jìn)行加壓成形,得到2個(gè)直徑30cm、厚度20mm的圓板狀的成形體。使用這2個(gè)成形體,測(cè)定800°C下的熱導(dǎo)率,為0. 0633ff/m *K。需要說明的是,小顆粒的平均粒徑Ds為14nm,大顆粒的平均粒徑隊(duì)為80nm。將實(shí)施例9的二氧化硅粉體投入料斗時(shí),粉體的飛散少。向模具供給時(shí),可以不發(fā)生粉體凝聚地穩(wěn)定地供給,并且得到的成形體不出現(xiàn)成形缺陷。表I表不實(shí)施例1 9的粉體中的Fe的含有率。表I
權(quán)利要求
1.一種粉體,其含有二氧化硅和鍺,所述鍺的含有率為IOppm以上IOOOppm以下,BET比表面積為10m2/g以上400m2/g以下,壓縮度為31 %以下,且30°C下的熱導(dǎo)率為0. 05W/m K以下。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的粉體,其中,含有鐵,所述鐵的含有率為0.005質(zhì)量%以上3質(zhì)量%以下。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的粉體,其中,進(jìn)一步含有無(wú)機(jī)纖維,所述無(wú)機(jī)纖維的含有率為0.1質(zhì)量%以上50質(zhì)量%以下。
4.根據(jù)權(quán)利要求1 3中任一項(xiàng)所述的粉體,其中,進(jìn)一步含有平均粒徑為0.5i!m以上30 以下的紅外線不透明化顆粒,所述紅外線不透明化顆粒的含有率超過0質(zhì)量%且為49. 5質(zhì)量%以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的粉體,其中,800°C下的熱導(dǎo)率為0.15ff/m K以下。
6.根據(jù)權(quán)利要求3 5中任一項(xiàng)所述的粉體,其中,所述無(wú)機(jī)纖維具有生物可溶性。
7.一種成形體,其含有權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的粉體。
8.—種包覆體,其具備外覆材料,所述包覆體是將權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的粉體及/或權(quán)利要求7所述的成形體收納在所述外覆材料內(nèi)而成的。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的包覆體,其中,所述外覆材料含有無(wú)機(jī)纖維。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的包覆體,其中,所述外覆材料為樹脂膜。
11.一種粉體的制造方法,其為權(quán)利要求1 6中任一項(xiàng)所述的粉體的制造方法,其中,具備以下工序?qū)⒑卸趸?、且平均粒徑Ds為5nm以上且不足30nm的小顆粒和含有二氧化硅、且平均粒徑隊(duì)為30nm以上50 y m以下的大顆?;旌系墓ば?,所述小顆粒或大顆粒中的至少一者含有鍺。
全文摘要
本發(fā)明涉及粉體、成形體、包覆體及粉體的制造方法。本發(fā)明的課題在于,提供一種可以抑制成形時(shí)的飛散、成形缺陷的產(chǎn)生的粉體。所述粉體為含有二氧化硅和鍺的粉體,其中,鍺的含有率為10ppm以上1000ppm以下,BET比表面積為10m2/g以上400m2/g以下,壓縮度為31%以下,并且,30℃下的熱導(dǎo)率為0.05W/m·K以下。
文檔編號(hào)C04B14/06GK103043931SQ201110308140
公開日2013年4月17日 申請(qǐng)日期2011年10月11日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月11日
發(fā)明者飯塚千博, 新納英明 申請(qǐng)人:旭化成化學(xué)株式會(huì)社
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