[发明专利]气凝胶结构体及其制造方法

说明书

本发明的气凝胶结构体具备：在纤维材料之间保持有气凝胶的复合层(101)；以及设于复合层(101)的至少一侧的面上，由气凝胶形成的气凝胶层(102)，气凝胶层(102)具有从与复合层(101)相反侧的面突出的凸部(103)，凸部(103)处的气凝胶的密度比凸部(103)以外的气凝胶层(102)(平坦部(104))处的气凝胶的密度高0.1％以上且3.0％以下。由此，可以提供尺寸稳定性和绝热性优异、且能够生产率良好地制造的气凝胶结构体及制造方法。

技术领域

本发明涉及气凝胶结构体及其制造方法。

背景技术

作为绝热性能高的绝热材，已知有使气凝胶或干凝胶(以下，统称为“气凝胶”)保持在无纺布等的纤维上而成的气凝胶结构体。气凝胶具有比空气的平均自由程68nm更小的细孔，固体的热传导和由对流引起的热传导少，并具有高疏水性。已知由于这样的结构，气凝胶结构体具有比空气更优异的绝热效果。

另外，气凝胶具有机械强度低、制造成本大的特征。因此，在并非需要大面积且厚膜的绝热材的情况，而在将绝热材设置在狭小空间、特别是将绝热材夹在小部件之间的情况下，优选采用含有气凝胶的绝热材。优选地，设置在这种狭小空间中的绝热材的尺寸(厚度)变化小。

例如，日本特开2019-181809号公报(以下记为“专利文献1”)公开了提供尺寸稳定性和绝热性优异的绝热材的方法。

专利文献1公开了包括以下步骤的绝热材的制造方法。即，专利文献1所公开的绝热材的制造方法包括：调整气凝胶前驱体的步骤(原料混合步骤)、使原料含浸于无纺布并进行复合化的步骤(含浸步骤)、以及将复合体夹在膜之间的步骤(夹膜步骤)。另外，绝热材的制造方法包括：局部地加热复合体以促进凝胶化反应的步骤(加热步骤)、对复合体进行加压的步骤(加压步骤)、以及促进二氧化硅粒子的骨架生长的步骤(养护步骤)。此外，公开了包括膜剥离步骤、疏水化步骤以及干燥步骤的绝热材的制造方法。

根据上述绝热材的制造方法，能够制造即使在电子设备等的壳体内的狭窄空间中也能够获得充分的绝热效果、压缩性优异的绝热材。

另外，由专利文献1的方法制造的绝热材有意地形成隆起部和平坦部。由此确认到，当所需的压缩力被施加在绝热材上时，隆起部优先压坏，剩余的平坦部的绝热结构得以保存。

然而，近年来，需要生产率更良好地制造尺寸稳定性和绝热性优异的气凝胶结构体的方法。

发明内容

本发明提供尺寸稳定性和绝热性优异、且能够生产率良好地制造的气凝胶结构体及制造方法。

本发明的气凝胶结构体具备：在纤维材料之间保持有气凝胶的复合层；以及设于复合层的至少一侧的面上，由气凝胶形成的气凝胶层。气凝胶层具有从与复合层相反侧的面突出的凸部。并且，凸部处的气凝胶的密度比凸部以外的气凝胶层中的气凝胶的密度高0.1％以上且3.0％以下。

另外，本发明的气凝胶结构体的制造方法包括从沿着与纤维材料的输送方向交叉的方向不连续地移动的喷嘴向被连续输送的纤维材料喷出溶胶，使溶胶含浸于纤维材料，生成纤维材料和水凝胶的复合体的复合体生成步骤。此外，气凝胶结构体的制造方法包括对复合体进行表面修饰的表面修饰步骤、以及使复合体干燥的步骤。

根据本发明，可以提供尺寸稳定性和绝热性优异、且能够生产率良好地制造的气凝胶结构体及制造方法。

附图说明

图1A是根据本发明的实施方式的气凝胶结构体的示意图。

图1B是根据本发明的实施方式的气凝胶结构体的示意图。

图2是气凝胶结构体的制造方法的步骤图。

图3是用于对朝向输送方向连续输送的无纺布中的溶胶的分布进行说明的图。

图4A是例示了溶胶含浸于无纺布的状态的图。