JPH11139819A - 高強度軽量シリカエアロゲル成型体とその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 非常に軽くかつ高い圧縮強度特性と耐水性が
著しく向上した高強度軽量シリカエアロゲル成型体が安
価に得ること。 【解決手段】 アルカリ水ガラス、水ガラス硬化剤、水
溶性有機高分子及び水とを含有し、その混合液がゲル化
前の溶液に於いて海相−島相からなる複相構造をなし、
かつその複相構造を反映した固結ゲルを生成させた後、
取りだし、該ゲル中の水及び必要に応じて更に水溶性有
機成分を燃焼・除去してなる高強度軽量シリカエアロゲ
ル成型体の製造方法および成形体。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ水ガラス
を主剤成分として含有してなる水ガラス溶液組成物から
誘導された高強度軽量シリカエアロゲル成型体とその製
造方法に関する。詳しくはアルカリ水ガラス、水ガラス
硬化剤、水に対しいかなる割合にも相溶および／または
ミクロ分散安定化する性質を示す水溶性有機高分子、水
の４成分系からなる水ガラス溶液組成物が海相−島相か
らなる不均一相構造を成し、該水ガラス溶液組成物を１
ショット、１．５ショット、２ショットのいずれかの方
式で型の中に流し込んで５℃〜８０℃未満の範囲でゲル
化・成型固化させてウェットゲルを生成せしめ、必要に
応じて一定時間養生硬化後該ウェットゲルを取りだし、
１０００℃未満の温度下で脱水乾燥および／または有機
物を焼成除去する事で高強度軽量なシリカエアロゲルを
得る事を特徴とするいわゆる高強度軽量シリカエアロゲ
ル成型体とその製造方法に関する。

【０００２】ここで高強度軽量シリカエアロゲル成型体
とは圧縮変形しずらくみかけ密度が高くとも０．８以下
にある独立気泡を内包する多孔質シリカエアロゲル成型
体の事を言う。

【０００３】なお、１ショット方式とは主剤と硬化剤と
を予め一括混合する形で調整して１液化し、その１液を
吐出させる方法であり、また１．５ショット方式とは主
剤と硬化剤とを別々に調整し、その２液をそれぞれべつ
べつに送液すると共に、吐出管入口附近で衝突混合させ
てその混合液を得て、所定の場所に吐出／流出させる方
法を言う。また更に２ショット方式とは主剤と硬化剤と
を別々に調整し、その２液を二重管や２本を束にした流
路を確保する形で別々に供給し、該送液管の先端部や成
型容器内で衝突混合させる方法を言う。

【０００４】

【従来の技術】一般に無機質発砲硬化体（無機質軽量硬
化体とも言う）は軽量かつ耐火性や断熱性に優れるとさ
れ、広く建設資材として重宝されている。それら公知の
無機質発砲硬化体の代表的なものには、水硬性微粒子で
ある例えば、セメント、水砕スラグ、半水石膏、生石
灰、消石灰等の少なくとも１種を水と共に懸濁させ同時
に空気等の気泡を含有させた懸濁スラリー溶液を調整
し、そのまま型に流し込んで水和硬化させるなどの方法
で無機質発砲硬化体を得ているが、実用的な機械的強度
を満足する為の該硬化体のみかけ密度の現状は、市場に
出回っている建材用途向けの材料で判断すると、おおよ
そ０．７〜１．２ｇ／ｃｍ³となっており、必ずしも十
分軽い素材とは言えない実体にある。すなわち、本来無
機質発砲硬化体はプラスチック発砲硬化体では得られな
い耐熱性、不燃性、耐火性等の性質を保有する半面、前
記した様に、まだより一層の軽量化が強く望まれる課題
を有している。

【０００５】また無機質素材の究極的な軽量化を目的に
すでに提案された公知技術には、例えば１９３１年のＮ
ａｔｕｅｒ，ｖｏｌ．１２７、７４１ページの記載によ
ればＫｉｓｔｌｅｒ，Ｓ．Ｓによって溶媒置換したシリ
カウェットゲルをオートクレーブ中で超臨界状態で乾燥
することでようやくシリカエアロゲルの製造に初めて成
功した例があげられる。また１９６８年に至っては、Ｂ
ｕｌｌ．Ｓｏｃ．Ｃｈｅｍ．Ｆｒ．，の１９０６ページ
にＮｉｃｏｌｓｏｎらとＴｅｉｃｈｎｅｒらによるウェ
ットシリカゲルの製造方法に関する提案例が見られ、そ
の内容はオルトケイ酸アルキルエステル化合物を出発原
料としたゾルゲル化技術でウェットシリカゲルの製造す
る方法を開示している。なお該エアロゲル製造技術例等
によれば、気孔率がおおよそ８５％〜９８％の超軽量シ
リカ硬化体を製造可能であるとしている。すなわち、オ
ルトケイ酸アルキルエステル化合物を出発物質とする公
知のエアロゲル製造技術を駆使すれば、みかけ密度で
０．０１〜０．３ｇ／ｃｍ³の超軽量多孔質無機硬化体
を容易に製造する事が出来る事が判る。しかし、総じて
該エアロゲル製造公知技術で生成する超軽量多孔質硬化
体は高価でありかつその１軸圧縮強度特性は０．５ｋｇ
ｆ／ｃｍ²に満たない非常に脆い素材である事が広く知
られており、したがって高強度を必要とする例えば建材
用の不燃ボード素材用などの素材としては全く不向きで
ある課題を持つ。特にオルトケイ酸アルキルエステルを
主要な原材料とするゾルゲル法による公知のシリカエア
ロゲルの製造では有機溶媒の大量使用が欠かせない課題
がある。

【０００６】また一方、水ガラスとジイソシアナート化
合物とから有機無機複合プラスチック素材を製造する事
が出来ることが古くから知られている。例えば特許公開
公報・昭５０−７８７００号、特許公開公報・昭５０−
８７１９１号、同・昭５０−８７１９３号、同・昭５０
−６７１９４号、同・昭５１−１０５３９３号、同・昭
５１−１１９０９５号、同・昭５５−６５２１２号など
にその代表的な技術開示例が見られる。それらの公知技
術で得た有機無機複合硬化体は、総じて火炎抵抗性に富
むと同時に弾性や加熱寸法安定性に優れたフォーム等が
容易に形成出来るとしているが、理由は不明だが、具体
的に建設資材として国内で実用に供せられたと言う例は
全く知らない。

【０００７】前記した水ガラスと種々のイソシアナート
化合物等とからなる有機無機複合組成物を、近年に於い
ては、岩盤亀裂注入固結剤（単に岩盤固結薬剤とも言
う）として大いに利用している実体があり、該組成物群
からなる岩盤固結薬剤に関する公開技術例としては、例
えば特許公開公報・平４−２８３２９０号、同・平４−
３０９６１６号、同・平５−７８６６７号、同・平５−
７９２７８号、同・平５−３２０６４５号、同・平６−
２０７１７４号等が代表的な例である。

【０００８】ここで水ガラスとは一般にアルカリ珪酸ナ
トリウムやアルカリ珪酸カリウムで代表されるもので、
安価で入手出来、高アルカリ物質ではあるものの、人体
に対して安全性が高い物質である事が広く知られる。ま
た水ガラスは酸などの水ガラス硬化剤とあわさると直ち
に珪酸高分子となって珪酸コロイド含水硬化体を生成
し、基本的に不燃性の無機高分子ゲルを与えるとされ
る。よって水ガラスは工業用の重要な原材料製品の１つ
である。

【０００９】次にその水ガラスを主原料として無機フォ
ームの製造を検討した報告例がある。水ガラスフォーム
の製造報告例としては、例えば、昭和５７年５月２５日
発行の化学工業時報（第１７８５号）に記載された「あ
たらしい工業材料として注目されるセラミックフォーム
の技術開発動向」の記事で明らかな様に、水ガラス濃厚
水溶液を釜の中で強加熱または高周波オーブン等で水を
激しく沸騰・蒸発させてフォーム状に固化させて製造す
る方法が知られている。そのフォーム密度は０．０８〜
０．２４ｇ／ｃｍ³、可使最高温度は８７０℃の物を得
ることができるとされる、しかし全く耐水性に欠け、水
中で溶解または崩壊する課題を持つと述べている。

【００１０】この様に見ていくと、安価な水ガラスから
ゾルゲル技術から誘導された軽量かつ高強度なシリカエ
アロゲルを建設資材用の素材として具体的に実用化した
例は全くみあたらない。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従来に無く軽量でかつ
耐水性、断熱性、耐熱寸法安定性等に優れた高強度なシ
リカエアロゲル成型体の出現が建設資材分野で特に強く
切望されている事に鑑み、市場で安価に入手できるアル
カリ水ガラスを出発原料とし、市場の要望に適合する高
強度軽量シリカエアロゲル成型体とその製造技術を提供
する事にある。より詳しくは、みかけ密度が高くとも
０．８ｇ／ｃｍ³の軽量かつその１軸圧縮強度特性が低
くとも３ｋｇ／ｃｍ²である高強度軽量シリカエアロゲ
ル成型体とその製造方法を提供する事にある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】前記課題を解決する為の
手段として、鋭意研究を行なった結果、水ガラス硬化剤
の存在下、アルカリ水ガラス含有水溶液と水溶性有機高
分子含有水溶液とを相分離状態で安定化させてなる、い
わゆる該水溶性有機高分子相を島相ならびにアルカリ水
ガラス液相を海相とした不均一溶液組成物をゲル化成型
し、取りだして後、該含水複相ゲルを１０００℃未満の
温度下で乾燥および／または焼成させることで前記目的
が達成出来る事を見出し、本発明を達成した。

【００１３】すなわち本発明の高強度軽量シリカエアロ
ゲル成型体の製造方法とは、離型可能な成型容器中に、
下記（イ）の水ガラス溶液組成物を流し込み、５℃〜８
０℃未満の温度で静置ゲル化させ、脱型したウェットゲ
ルを、１０００℃未満の温度下で脱水乾燥および／また
は有機物を焼成除去して成る事を特徴とする高強度軽量
シリカエアロゲル成型体の製造方法である。 （イ）水ガラス溶液組成物として、アルカリ水ガラス、
水に対しいかなる割合にも相溶および／またはミクロ分
散安定化する性質を示す水溶性有機高分子、水ガラス硬
化剤、水とを含有してなり、その溶液が海相−島相から
なる不均一相構造を成すと同時に、該溶液中に配合され
た全アルカリ水ガラス成分の少なくとも６０重量％以上
を海相に分配させてなる不均一溶液組成物。

【００１４】好ましくは、その（イ）の水ガラス溶液組
成物がアルカリ水ガラスを含む水溶液である主剤液Ａと
水ガラス硬化剤を含む水溶液である硬化剤液Ｂの２液型
からなり、水溶性有機高分子をそのいずれか一方の液に
または両方の液に事前に含有させると共に、かつその主
剤液Ａと硬化剤液Ｂとを主剤液Ａ：硬化剤液Ｂで表した
容積混合比率で１０：１００〜１００：１０の範囲で混
合してなる事を特徴とする前記の高強度軽量シリカエア
ロゲル成型体の製造方法が挙げられる。

【００１５】また本発明の高強度軽量シリカエアロゲル
成型体とは、前記の製造方法で得られ、１〜２００μｍ
の独立気泡を多数内包してなる蜂の巣様のミクロ構造を
持つ事を特徴とする高強度軽量シリカエアロゲル成型体
である。より好ましくは角に丸みを持った１０〜１８多
面体からなる独立気泡を内蔵する構造を成して呈して成
る前記高強度軽量シリカエアロゲル成型体が良い。また
更により好ましくは、連続相を形成している硬化膜の厚
みが、０．１〜５μｍの範囲にあることを特徴とする前
記の高強度軽量シリカエアロゲル成型体が挙げられる。
また特に最も好ましい本発明の高強度軽量シリカエアロ
ゲル成型体はみかけの密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ³
の範囲にあるのが最も好ましい。前記した高強度軽量シ
リカエアロゲル成型体のモルフォロジに関する特性値
は、公知の分析方法や観察方法などで求めて良く、特に
制約は無いが、例えば得られた高強度軽量シリカエアロ
ゲル成型体の小片の破断面や切削断面を光学顕微鏡、電
子顕微鏡、マイクロスコープのいずれかで拡大観察しそ
の結果で表されて良く、本発明の高強度軽量シリカエア
ロゲル成型体やその製造方法に関してはノナメーターサ
イズ（以下の記載では単にｎｍと略す）の相構造やその
１次構造に何等制約を受けない。

【００１６】すなわち、本発明は以下の（１）〜（２
８）を提供するものである。

【００１７】（１）離型可能な成型容器中に、下記
（イ）の水ガラス溶液組成物を流し込み、５℃〜８０℃
未満の温度でゲル化させ、脱型したウェットゲルを、
１，０００℃未満の温度下で脱水乾燥および／または有
機物を焼成除去して成る事を特徴とする高強度軽量シリ
カエアロゲル成型体の製造方法。 （イ）水ガラス溶液組成物として、アルカリ水ガラス、
水に対しいかなる割合にも相溶および／またはミクロ分
散安定化する性質を示す水溶性有機高分子、水ガラス硬
化剤、水とを含有してなり、その溶液が海相−島相から
なる不均一相構造を成すと同時に、該溶液中に配合され
た全アルカリ水ガラス成分の少なくとも６０重量％以上
を海相に分配させてなる不均一溶液組成物。

【００１８】（２）（イ）水ガラス溶液組成物がアルカ
リ水ガラスを含む水溶液である主剤液Ａと水ガラス硬化
剤を含む水溶液である硬化剤液Ｂの２液型からなり、水
溶性有機高分子をそのいずれか一方の液にまたは両方の
液に事前に含有させると共に、かつその主剤液Ａと硬化
剤液Ｂとを主剤液Ａ：硬化剤液Ｂで表した容積混合比率
で（１０：１００）〜（１００：１０）の範囲で混合し
てなる事を特徴とする（１）記載の高強度軽量シリカエ
アロゲル成型体の製造方法。

【００１９】（３）水溶性有機高分子の全量が水ガラス
硬化剤を含む硬化剤液Ｂに事前に配合されてなる事を特
徴とする（１）または（２）記載の高強度軽量シリカエ
アロゲル成型体の製造方法。 （４）アルカリ水ガラスがＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏおよび／ま
たはＳｉＯ₂／Ｋ₂Ｏで表されるモル比で１〜４．５の範
囲にある珪酸ナトリウムおよび／または珪酸カリウムと
する事を特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の
高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造方法。 （５）アルカリ水ガラスが日本工業規格・ＪＩＳ−３号
の珪酸ナトリウム溶液とする事を特徴とする（４）に記
載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造方法。

【００２０】（６）水に対しいかなる割合にも相溶およ
び／またはミクロ分散安定化する性質を示す水性有機高
分子が以下の（ａ）〜（ｈ）から選ばれた１種および／
または２種以上からなる事を特徴とする（１）〜（５）
のいずれかに記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体
の製造方法。 （ａ）水溶性ポリエーテルポリオール （ｂ）水溶性ポリビニルアルコール （ｃ）水溶性デンプン （ｄ）水溶性セルロース誘導体 （ｅ）水溶性ポリアルキレンオキサイド （ｆ）水溶性アクリル （ｇ）水溶性ポリエポキサイド （ｈ）水溶性ウレタン

【００２１】（７）水に対しいかなる割合にも相溶およ
び／またはミクロ分散安定化する性質を示す水溶性有機
高分子が、加水分解によってシロキサン架橋する性質を
示す式Ｉ

【化２】 式Ｉ； −Ｓｉ（Ｒ¹）_n−（Ｘ）_3-n （但し、Ｒ¹は水素原子、クロル原子、メチル基、エチ
ル基およびプロピル基かなる群から選ばれた１種、Ｘは
炭素数が１〜５の整数で表されるアルコキシル基、オキ
シム基およびアセトキシル基からなる群から選ばれた一
種、ｎは０〜１をそれぞれ表す。）で表される活性シリ
ル基末端を１分子中に少なくとも平均０．７ケ以上導入
され、その活性シリル基を除く主鎖が水溶性の、アクリ
ル、ウレタン、ポリエーテル、ポリエーテルポリエステ
ルおよびポリエステルからなる群から選ばれた１種また
は２種以上であり、重量平均分子量が２，０００〜５
０，０００の範囲にある活性シリル基含有プレポリマー
および／またはその加水分解生成物である活性シラノー
ル基含有プレポリマーの１種とする事を特徴とする
（１）〜（６）のいずれかに記載の高強度軽量シリカエ
アロゲル成型体の製造方法。

【００２２】（８）水に対しいかなる割合にも相溶およ
び／またはミクロ分散安定化する性質を示す水溶性有機
高分子が、前記（ａ）〜（ｂ）の１種および／または２
種以上で表されるいわゆるアルカリ水ガラスと非反応性
の水溶性有機高分子と、前記活性シリル基含有プレポリ
マーとを併用する形で使用され、その配合比率を非反応
性水溶性有機高分子：活性シリル基含有プレポリマーで
表される重量比率で（１：１００）〜（１００：１）の
範囲で使用される事を特徴とする（１）〜（７）のいず
れかに記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造
方法。 （９）水ガラス硬化剤が水溶性の有機酸、アルカリ水中
で徐放性の酸を放出する水溶性有機単量硬化剤、無機質
硬化剤およびＣＯ₂からなる群から選ばれた少なくとも
１種または２種以上を用いる事を特徴とする（１）〜
（８）のいずれかに記載の高強度軽量シリカエアロゲル
成型体の製造方法。

【００２３】（１０）アルカリ水中で徐放性の酸を放出
する水溶性有機単量硬化剤が、水溶性アルキレンカーボ
ネート類、水溶性ラクトン類、水溶性アルキレングリコ
ールジアセテート化合物および水溶性２塩基酸アルキル
エステル類等からなる群から選ばれた１種または２種以
上とする事を特徴とする（９）記載の高強度軽量シリカ
エアロゲル成型体の製造方法。 （１１）（１）の水ガラス溶液組成物に更に高分子界面
活性剤を０．００１〜５重量％の範囲で含有させてなる
事を特徴とする（１）〜（１０）にいずれかに記載の高
強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造方法。 （１２）（１）の水ガラス溶液組成物をゲル化させる際
に更に均一分散可能な有機繊維および／または無機繊維
をそのゲル中に占める割合で０．１〜１０重量％の範囲
で複合させる事を特徴とする（１）〜（１１）のいずれ
かに記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造方
法。

【００２４】（１３）２液型から成る（１）の水ガラス
溶液組成物に於いて、主剤と硬化剤の２液をそれぞれ主
剤液：硬化剤液で表した容積混合比率でほぼ１：１に近
似させて混合調整される事を特徴とする（１）〜（１
２）のいずれかに記載の高強度軽量シリカエアロゲル成
型体の製造方法。 （１４）主剤液Ａ中のアルカリ水ガラス含有濃度が固形
分換算で５〜５０重量％となる様に含有させる事を特徴
とする（２）〜（１３）のいずれかに記載の高強度軽量
シリカエアロゲル成型体の製造方法。 （１５）主剤液Ａの全量と混合された時、その主剤液Ａ
中のＮａ₂Ｏおよび／またはＫ₂Ｏで表されるアルカリ分
の５０〜２５０モル％分に相当する水ガラス硬化剤と、
水に対しいかなる割合にも相溶および／またはミクロ分
散安定化する性質を示す水溶性有機高分子の硬化剤液中
に占める含有濃度で２．５〜５０重量％とを含有してな
る水溶液を硬化剤液Ｂとして用いる事を特徴とする
（２）〜（１４）のいずれかに記載の高強度軽量シリカ
エアロゲル成型体の製造方法。

【００２５】（１６）（イ）の水ガラス溶液組成物に於
いて主剤液Ａが以下に記載の主剤液Ｅ、硬化剤液Ｂが以
下に記載の硬化剤液Ｆからなる事を特徴とする（２）〜
（１５）のいずれかに記載の高強度軽量シリカエアロゲ
ル成型体の製造方法。主剤液Ｅとして、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂
Ｏのモル比が２．５〜３．５からなるアルカリ水ガラス
の固形分１５〜４０重量％とした水溶液。硬化剤液Ｆと
して、該主剤液Ｅの全量と混合された時、その硬化液Ｅ
中のＮａ₂Ｏで表されるアルカリ分の５０〜２５０モル
％分に相当するアルカリ水中で除放性の有機酸を放出す
る水溶性有機単量硬化剤と、水溶性有機高分子がエチレ
ングリコールおよび／またはグリセリンに対し付加変性
量を１００とした割合でエチレンオキサイドの８０〜９
９重量％、プロピレンオキサイドの２０〜１重量％をラ
ンダム付加またはブロック付加させて得られた重量平均
分子量が２，０００〜３０，０００の範囲にあるポリエ
ーテルジオールおよび／またはポリエーテルトリオール
の１種または２種以上の硬化剤Ｆ液中に占める含有濃度
で５〜３５重量％とを配合してなる水溶液。

【００２６】（１７）水ガラス硬化剤がグリオキザール
の単独または更に炭酸、硫酸および燐酸からなる群から
選ばれた１種および／または炭酸水素アルカリ金属塩ま
たは硫酸水素アルカリ金属塩との併用のいずれかからな
り、かつその合計量が系中のアルカリ水ガラスの（Ｎａ
₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）で表される全アルカリ分の７０〜２００モ
ル％分に相当する量を含有させる事を特徴とする（１）
〜（１６）のいずれか記載の高強度軽量シリカエアロゲ
ル成型体の製造方法。 （１８）水ガラス硬化剤としてエチレンカーボネートお
よびプロピレンカーボネートの何れか一方または両者を
用いかつその量が系中のアルカリ水ガラスの（Ｎａ₂Ｏ
＋Ｋ₂Ｏ）で表される全アルカリ分の５５〜１１０モル
％分に相当する量を含有させる事を特徴とする（１）〜
（１６）のいずれかに記載の高強度軽量シリカエアロゲ
ル成型体の製造方法。 （１９）水ガラス硬化剤としてγ−ブチロラクトンの単
独を用い、かつ混和されてなる系中のアルカリ水ガラス
の（Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）で表される全アルカリ分の１１０
〜２１０モル％分に相当する量を含有させる事を特徴と
する（１）〜（１６）のいずれかに記載の高強度軽量シ
リカエアロゲル成型体の製造方法。 （２０）水ガラス硬化剤としてアルキル鎖長部位が炭素
数１から３の整数で表される水溶性ジカルボン酸アルキ
ルエステル化合物の１種を用い、かつ混和されてなる系
中のアルカリ水ガラスの（Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）で表される
全アルカリ分の５５〜１１０モル％分に相当する量を含
有させる事を特徴とする（１）〜（１６）のいずれかに
記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造方法。

【００２７】（２１）鋼鉄製またはプラスチック製の離
型可能な成型容器中に、（イ）の水ガラス溶液組成物を
流し込んで静置ゲル化させ、生成するウェットゲルのゲ
ル１軸圧縮強度が低くとも２ｋｇ／ｃｍ²を越えた時点
で、型から取りだし、更に以下の（α）〜（δ）に示す
いずれか１つ以上の工程を経て、独立気泡を内包するみ
かけ密度が０．０５〜０．８ｇ／ｃｍ³の範囲のシリカ
エアロゲル成型体を製造する事を特徴とする（１）〜
（２０）のいずれかに記載の高強度軽量シリカエアロゲ
ル成型体の製造方法。 （α）室温から１８０℃未満の脱水乾燥工程 （β）空気または不活性ガス中１０００℃未満の焼成工
程 （γ）冷却・切削工程 （δ）シーラー・塗装工程

【００２８】（２２）（１）〜（２１）記載のいずれか
の製造方法で得られ、１〜２００μｍの独立気泡を多数
内包してなる蜂の巣様のミクロ構造を持つ事を特徴とす
る高強度軽量シリカエアロゲル成型体。 （２３）角に丸みを持った１０〜１８多面体からなる独
立気泡を内蔵する構造を形成してなる事を特徴とする
（２２）記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体。 （２４）連続相を形成してなる硬化膜の厚みが、０．３
〜５μｍの範囲にあることを特徴とする（２２）または
（２３）記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体。 （２５）みかけの密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ³の範
囲にある事を特徴とする（２２）〜（２４）のいずれか
に記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体。 （２６）片表面にシーラー組成物および／または塗料組
成物を塗付し、片面が化粧コートされた非透水性の性質
を有する事を特徴とする（２２）〜（２４）のいずれか
に記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体。

【００２９】（２７）シーラー組成物がシリコンまたは
フッ素化合物を含有してなる溶液またはエマルション組
成物、アクリル樹脂組成物、ウレタン組成物およびエポ
キシ樹脂組成物からなる群から選ばれた少なくとも１種
とする事を特徴とする（２６）記載の高強度軽量シリカ
エアロゲル成型体。 （２８）塗料組成物がシリコンまたはフッ素化合物を含
有してなる溶液またはエマルション組成物、アクリル樹
脂組成物、ウレタン組成物およびエポキシ樹脂組成物か
らなる群から選ばれた少なくとも１種とする事を特徴と
する（２６）記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型
体。

【００３０】以下に本発明をより詳細に説明する。

【００３１】本発明の高強度軽量シリカエアロゲル成型
体（以下の記載では高強度軽量シリカエアロゲル成型体
を単にシリカエアロゲルと呼ぶ。）の製造方法とは、よ
り詳しくは、特に制約する物では無く例えば鋼製または
強化プラスチック製などで代表される離型可能な成型容
器中に、下記に示す１液または２液型の（イ）水ガラス
溶液組成物を１ショット方式または１．５ショット方式
または２ショット法式のいずれかの方法で混和させて静
かに流し込み、５℃〜８０℃未満の温度下で静置ゲル化
させて、少なくとも２ｋｇｆ／ｃｍ²以上の１軸圧縮特
性を発揮する特殊な複相構造を持ったウェットゲルを脱
型製造し、そのウェットゲルを更に 室温〜１，０００
℃の温度下で適宜脱水乾燥および／または有機物を焼成
除去する方法で高強度かつ軽量なシリカエアロゲルの成
型体を得る事を特徴とする製造方法である。なお、前記
（イ）の水ガラス溶液組成物は、（Ｉ）アルカリ水ガラ
ス（以下の記載ではアルカリ水ガラスを記号のＷで表す
ことがある）、（ＩＩ）水に対しいかなる割合にも相溶
および／またはミクロ分散安定化する性質を示す水溶性
有機高分子［以下単に（ＩＩ）水溶性有機高分子と呼
び、記号では０で表すことがある］、（ＩＩＩ）水ガラ
ス硬化剤、（ＩＶ）水とを含有してなり、その溶液が海
相−島相からなる不均一相構造を成すと同時に、該溶液
中に配合された全アルカリ水ガラス成分の少なくとも６
０重量％以上が海相に分配させてなるＯ／Ｗ型の不均一
組成物である。好ましくは、同時に、該溶液中に配合の
全水溶性有機高分子成分の少なくとも５０重量％以上が
島相にそれざれ分配させてなるＯ／Ｗ型の該水ガラス溶
液組成物とする事がよい。

【００３２】（イ）の水ガラス溶液組成物は、調製直後
からゲル化までの間の該溶液組成物は極く薄い白濁系を
成し、少なくとも２相以上のいわゆる海相−島相からな
る複相構造（以下単に海島構造と呼ぶ）を成している事
が肝要な点として挙げられる。ただし、その調製直後の
液組成物が一旦は均一透明な液系を経た後、水ガラスの
硬化反応の進行に伴ってまたは液温を徐々に下げる等の
操作によって、２つまたはそれ以上の複相が新たに発現
するケースを包含するものである。

【００３３】２相またはそれ以上からなる海島構造を成
している事を確認する手段としては、すでに公知の相構
造観察法で判定して良く、特に制約は無いが、好ましく
は以下の方法で判別した結果で表される。その一つに
は、その混合溶液の１滴を透明なスライドガラス上面に
採取した後、すばやく生物顕微鏡または位相差型光学顕
微鏡で覗いて、２相またはそれ以上の液相の存在を示す
光透過画像を得た場合である。その際、肉眼で観察す
る、または静止画写真に取る、またはビデオテープや光
ディスク等にその光透過画像情報を記録すると同時にブ
ラウン管でその像を表示する等の方法を適宜採用して良
い。また別の判別方法の一つとしては、試験管内に一定
量を採取した後、そのまま静置状態ではすぐに上下２層
に分離しないが、毎分１００〜５０，０００回転下に３
０秒〜数時間遠心分離器にかけることにより試験管内部
の液面が２つまたはそれ以上の複層分離が観察されれば
海島構造を成す系であると判別できる。

【００３４】また前記の（イ）の水ガラス溶液組成物や
そのウェットゲルのＯ／Ｗ型の海島構造に於いて、特に
島相を形成する液滴の大きさ（島相のサイズ）や形には
特に限定は無い。好ましくは島相サイズとしては０．０
１μｍ〜１ｍｍの範囲、より好ましくは０．１μｍ〜５
００μｍの範囲、より最も好ましくは１μｍ〜２００μ
ｍの範囲にある事が良い。またその島相の好ましい形状
には、例えば角に丸みを持つ多面体状、球状、フットボ
ール状、タマゴ状、円柱状、円盤状、ドーナツ状、角柱
状、ダンゴ状、糸状、ブドウの房状、落下途中の雨滴
状、アメーバ状などが挙げられる。特に好ましくは角に
丸みを持つ１０〜１８多面体状や球状またはフットボー
ル状並びらそれらの２次集合形などで存在している事が
好ましい事である。

【００３５】本発明記載の（イ）の水ガラス溶液組成物
に於いては、その系中に含まれる全（Ｉ）アルカリ水ガ
ラス量を１００とした時、その６０〜１００重量％相当
量が、より好ましくは８０〜１００％相当量が海相に分
配されてなるＯ／Ｗ型の溶液とする事が肝要なことであ
るとした。なお、好ましくはその系中に含まれる全（Ｉ
Ｉ）水溶性有機高分子量を１００とした時、その６０〜
１００重量％相当量が、より好ましくは８０〜１００％
相当量が島相に多く分配されている事を前記した事と同
時に満足させてなる該組成物がより好ましいものとして
挙げられる。

【００３６】前記した要件を満足する（イ）の水ガラス
溶液組成物からは、１軸圧縮強度特性がおよそ２〜３０
ｋｇｆ／ｃｍ²の高強度で耐水性に富むウェットゲルが
生成され、本発明記載のＯ／Ｗ型（イ）水ガラス溶液組
成物の特徴の一つである。また更に、そのウェットゲル
を特定された条件下で適宜脱水乾燥および／または高温
で焼成して誘導されるシリカエアロゲルは、非常に軽量
でかつ１軸圧縮強度特性をおよそ３〜５０ｋｇｆ／ｃｍ
²程度とかなり超高強度な物とする事が出来、該ウェッ
トゲルの特徴のひとつである。

【００３７】前記した逆のＷ／Ｏ型の（イ）の水ガラス
溶液組成物では、しばしば得られるウェットゲルは軟弱
またはペースト状であり、一定の形に附形して取りだす
事が困難である。それ故、Ｗ／Ｏ型の（イ）の水ガラス
溶液組成物からは本発明目的に合うシリカエアロゲルは
製造出来ない。

【００３８】ところで前記（Ｉ）〜（ＩＶ）の必須４成
分を含有してなる（イ）水ガラス溶液組成物が、前記し
た要件を満足してなるＯ／Ｗ型の溶液であるか否かを事
前に判別する方法としては、特に制約する物では無い
が、以下の方法が判別する事が好ましい。その判別方法
の一つは、水ガラス硬化剤を除いた３成分系、すなわ
ち、（Ｉ）アルカリ水ガラス−（ＩＩ）水溶性有機高分
子−（ＩＶ）水の３成分系からなる相平衡図を事前に求
めておいて、その（Ｉ）アルカリ水ガラスの海相への分
配率をその相平衡図から概算する方法である。該３成分
からなる相平衡図からは、一般的にアルカリ水ガラスを
高率で分配含有してなる海相を安定的に形成する組成領
域、ならびに均一系しか形成しない組成領域等を知る事
が出来る。なお、（Ｉ）アルカリ水ガラス−（ＩＩ）水
溶性有機高分子−（ＩＶ）水の３成分系からなる相平衡
図を作成するに際しては、その構成をかえてなりかつ不
均一溶液な３成分系組成物を一定温度下で数種類調整
し、その組成物をそれぞれ強制的に遠心分離して上下各
層を分別採取秤量する。分別採取した上層、下層の容量
または重量の測定結果からは、海相ならびに島相のそれ
ぞれの分配容積比率または各分配重量比率が判明する。
また採取した上層、下層の各試料を用いてそれぞれの相
中（層中）の（Ｉ）アルカリ水ガラス濃度や（ＩＩ）水
溶性有機高分子濃度ならびに（ＩＶ）水濃度を求める事
で容易に作図できる。

【００３９】一般的に（Ｉ）のアルカリ水ガラス濃度を
求める分析方法としては、例えばＪＩＳ−Ｋ−１４０８
に準じた方法が良い。ＪＩＳ−Ｋ−１４０８はいわゆる
メチルオレンジを指示薬とする既知濃度の塩酸溶液を用
いた中和滴定分析法であり、試料中の（Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ
₂Ｏ）で表される含有濃度として求められる。またＪＩ
Ｓ−Ｋ−１４０８ではＳｉＯ₂の分析法も開示されてお
り、その両方の測定値から系中（分離された各溶液層
中）のアルカリ水ガラス濃度が判明する。一般に市販の
アルカリ水ガラス溶液を購入して使用する場合では事前
に品質証明としてＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏのモル比、ＳｉＯ₂
／Ｋ₂Ｏのモル比、ＳｉＯ₂濃度、Ｎａ₂Ｏ濃度、Ｋ₂Ｏ濃
度等が明らかになっていることから、市販のアルカリ水
ガラスを用いた該３成分系の相平衡測定では、分離採取
した各層中の例えばＳｉＯ₂濃度、Ｎａ₂ＯまたはＫ₂Ｏ
濃度のいずれか１つを求め、その値を元にアルカリ水ガ
ラス含有量（珪酸塩濃度）を容易に算出できる。また海
相を占める液層中のアルカリ水ガラス含有総量が求まれ
ば、次の計算式：海相を占めるアルカリ水ガラスの分配
率％＝（海相中のアルカリ水ガラス含有総量値／グラウ
ト剤組成物中に配合したアルカリ水ガラス量）×１０
０］が求まる。

【００４０】また一般的に（ＩＩ）水溶性有機高分子濃
度を求める方法としては、公知の定量方法を適宜採用し
てよく、例えば吸光度定量法、有機炭素分析換算法、疎
水性有機溶媒抽出法などが挙げられる。また（ＩＶ）水
の濃度を求める一般的な方法としては、この系の場合、
たとえば蒸発乾固重量法で無機固形量と蒸発成分量（濃
度）とを求め、その蒸発減量値（濃度）から別に求めた
（ＩＩ）水溶性有機高分子濃度を差し引いて求めること
でよい。

【００４１】前記した方法で求めた相図より、海相中に
占める（Ｉ）アルカリ水ガラスの分配率として、仕込の
全アルカリ水ガラス量を１００とした時、その６０重量
％以上、好ましくは８０〜１００重量％の範囲となる様
な３成分組成を事前に知ってのち、その系に（ＩＩＩ）
水ガラス硬化剤の必要量を加えて本発明記載の（イ）水
ガラス溶液組成物を調製する方法を特に推奨するもので
ある。

【００４２】ところで（イ）水ガラス溶液組成物に於け
る海相中に占める（Ｉ）アルカリ水ガラスの分配率を直
接求める分析方法は以下の方法が代表的である。例え
ば、ゲルタイムが３分以上あり、かつ（ＩＩＩ）水ガラ
ス硬化剤としてアルカリ水中で徐々に酸を遊離放出する
性質を持つ水溶性有機単量硬化剤を用いた溶液系に於い
ては、直接その組成物を短時間内に半強制的に高速遠心
分離器にかけて２層に分離後、すばやく下相または上相
の構成容量や構成重量を実測すると共に、上下２層から
それぞれ一定量の試料を採取し、その秤量サンプルを用
いた５００〜８００℃焼却加熱残分を［Ｓｉ₂Ｏ＋Ｎａ₂
Ｏ＋Ｋ₂Ｏ］量とする事でアルカリ水ガラス分配相中に
対する全アルカリ水ガラスの分配比率を直接知る事が出
来る。

【００４３】また例えば、ゲルタイムが３分未満である
場合、またゲルタイムが３分以上ありかつ（ＩＩＩ）水
ガラス硬化剤として無機質硬化剤を用いてなる（イ）水
ガラス溶液組成物とすめケースでは、前記３成分系の相
平衡概念図での値で代用しても良い。好ましくは該組成
物からなる直接ウェットゲル体を得て後、そのミクロな
構造形態観察と同時に同画像を用いた、炭素、Ｓｉ、Ｎ
ａ、Ｋ等の構成要件からくる必須構成元素に着目した元
素分析解析図形から各複相を構成する成分構成比を各相
ごとに定量分析する方法で得た値としてよい。すなわ
ち、前記した方法やその他公知の組成分解析定量法のい
ずれかで求めた（Ｉ）アルカリ水ガラスの海相に対する
分配率の値が、前記した要件の範囲にあるものは本発明
記載の（イ）水ガラス溶液組成物として好ましく包含さ
れる。

【００４４】ところで、一般的に知られる均一系で取り
あつかわれる公知のアルカリ水ガラス溶液の硬化反応で
は、生成する珪酸コロイドの析出凝集を進めれば進める
ほど、その占有ゲル体積は元の溶液体積よりかなり減少
する事が知られ、その事は離漿水の発生で肉眼でしばし
ば観察される現象である。またその際生成する珪酸コロ
イドは通常数ノナメーターから数十ノナメーターサイズ
の範囲の１次粒子といわれ、その１次粒子が凝集および
／または結合して一定体積の含水ゲルを与える事が公知
である。

【００４５】本発明記載の（イ）水ガラス溶液組成物で
はアルカリ水ガラスの硬化挙動が主に海相に局在化され
て発生する点が極めて特徴的である。その為アルカリ水
ガラスの硬化反応の進行に伴う相構造変化は海相の占有
体積を減少しながら進行する硬化挙動を呈する。また島
相は膨張し占有体積を増大させる相構造変化が観察され
る。こうした相構造の変化によって本発明記載の（イ）
水ガラス溶液組成物から生成されるウェットゲルはみか
け蜂の巣様のミクロＯ／Ｗ型の構造を持つ。また該複相
含水ゲルを乾燥および／または焼結することで本発明の
目的の軽量で高強度かつ耐水性に富むシリカエアロゲル
が製造可能となる。

【００４６】ところで（イ）水ガラス溶液組成物は、前
記した（Ｉ）〜（ＩＶ）の各成分を必須成分として構成
された１液型または２液型または３液混合型の組成物と
することで良く、特に制約はない。特に２液型が好まし
い。その２液型とする際には、例えば（Ｉ）と（ＩＶ）
から成る液、または（Ｉ）と（ＩＩ）と（ＩＶ）とを含
む液、またさらには（Ｉ）と（ＩＩ）と（ＩＶ）と３０
分以内は全くゲルを呈さない範囲で更に（ＩＩＩ）とを
含む液をそれぞれ主剤液として取り扱う事が出来る。ま
た一方、硬化剤液としては例えば、（ＩＩＩ）と（Ｉ
Ｖ）からなる液、または（ＩＩ）と（ＩＩＩ）と（Ｉ
Ｖ）とからなる液、またさらには（ＩＩ）と（ＩＩＩ）
と（ＩＶ）と３０分以内は全くゲルを呈さない範囲で更
に（Ｉ）とを含む液等をそれぞれ硬化剤液として取り扱
う事が出来、特にその調整方法や取扱形態などには制約
は無い。一般にゲルタイムが３０分以上ある場合には１
液型の（イ）水ガラス溶液組成物として取り扱うことが
可能で、その際には１ショット方式で取り扱ってよく、
ゲル化しない時間内にすべての液が用意された成型容器
内に１ショットで供給吐出されることが好ましい。また
２液型からなる（イ）水ガラス溶液組成物では主剤液と
硬化剤液とを１．５ショット方式または２ショット方式
のいずれかで取扱、所定の成型容器内に送液すると共に
混和吐出されることが好ましい。

【００４７】また（イ）水ガラス溶液組成物に於いて、
好ましくは（Ｉ）アルカリ水ガラスと（ＩＶ）水とから
なる水溶液を主剤液Ａとし、一方下記の水溶性有機高分
子（ＩＩ）と下記の水ガラス硬化剤（ＩＩＩ）と（Ｉ
Ｖ）水とから成る硬化剤液Ｂとの２液を事前に用意し、
必要に際してその２液を主剤：硬化剤で表される混和容
量比率で（１０：１００）〜（１００：１０）の範囲、
より好ましくは１：１に出来る限り近似混合させて得ら
れる（イ）水ガラス溶液組成物とする事が良い。その理
由は主剤液Ａと硬化剤液Ｂとの混合比率に準じて容易に
任意なゲルタイムおよびウェットゲル強度を任意に調整
可能で有るからである。また各２液自体の保存安定性に
優れていることもその理由の一つに加えられる。

【００４８】次に（イ）水ガラス溶液組成物を構成する
上で必須成分の一つである（Ｉ）アルカリ水ガラスにつ
いて詳細に記述する。本発明記載の（Ｉ）アルカリ水ガ
ラスとは、詳しくは水溶性かつ非晶質な珪酸ナトリウム
および／または珪酸カリウムの事であり、すでに公知の
物を何等問題無く使用でき、特に制約する物では無い
が、具体例としては例えばＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏおよび／ま
たはＳｉＯ₂／Ｋ₂Ｏで表されるモル比で１〜５０で表さ
れる珪酸ナトリウムおよび／または珪酸カリウムがあげ
られる。また更に好ましく物に、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏおよ
び／またはＳｉＯ₂／Ｋ₂Ｏのモル比が１〜４．５で表さ
れるものをあげることができる。

【００４９】本発明記載の特に推奨される２液主剤型の
（イ）水ガラス溶液組成物に於いては、（Ｉ）アルカリ
水ガラスと（ＩＶ）水とからなる溶液を主剤液Ａとして
用いる事が良い。その主剤液Ａ中に占めるアルカリ水ガ
ラスの含有濃度は水溶液状態で送液できる最高粘度を限
界とし、特に制約は無いが、一般的には固形分換算濃度
で５〜５０重量％の範囲、より好ましくは１０〜３５重
量％の範囲、最も経済的には１０〜２５重量％が適当で
ある。５重量％以下では１軸圧縮強度で３ｋｇｆ／ｃｍ
²以上のシリカエアロゲルを再現性良く誘導出来ない事
があるので留意が必要である。

【００５０】ここでＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏのモル比が１〜
４．５で表される珪酸ソーダ系水ガラスとしては、例え
ばオルト珪酸ソーダの他、日本工業規格・ＪＩＳ Ｋ−
１４０８に規定されている１号〜４号珪酸ソーダ等を挙
げることが出来る。特に３号珪酸ソーダは市場で最も入
手しやすい事から大いに好ましい例である。

【００５１】ＪＩＳ３号珪酸ソーダは、ＳｉＯ₂含有量
が２８〜３０重量％、Ｎａ₂Ｏ含有量が９〜１０重量％
と日本工業規格に規定されており、その規定値から算出
されるＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏのモル比は２．８〜３．３３で
ある。

【００５２】ＳｉＯ₂／Ｋ₂Ｏのモル比が１〜５で表され
る珪酸カリも前記した珪酸ソーダ同様である。

【００５３】またＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏおよび／またはＳｉ
Ｏ₂／Ｋ₂Ｏのモル比が５〜５０のアルカリ水ガラスに
は、前記ＪＩＳ適合水ガラスをすでに公知の処理法であ
る例えばイオン交換樹脂で脱アルカリと同時にポリ珪酸
反応を適宜進めて製造された弱アルカリ性のコロイド水
ガラス溶液などを列記できる。ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏおよび
／またはＳｉＯ₂／Ｋ₂Ｏのモル比が１以下の物を選定使
用した場合、その（Ｉ）アルカリ水ガラスのアルカリ分
を中和または凝結活性するに必要な（ＩＩＩ）水ガラス
硬化剤を、高濃度かつ大量に使用する必要がある事から
経済的に不利となる傾向がある。

【００５４】また前記（Ｉ）アルカリ水ガラスにはＳｉ
Ｏ₂／Ｎａ₂Ｏおよび／またはＳｉＯ₂／Ｋ₂Ｏのモル比が
５０以上からなるアルカリ水ガラスを選定使用する場
合、得られる（イ）水ガラス溶液組成物が高価格となる
傾向にあり不経済である。

【００５５】次に本発明記載の（イ）水ガラス溶液組成
物を構成する上で必須成分の一つである（ＩＩ）水溶性
有機高分子について詳細に記述する。その（ＩＩ）水溶
性有機高分子とは、水に対しいかなる割合にも相溶およ
び／またはミクロ分散安定化する性質を示すとともに、
その含有水溶液はアルカリ水ガラス溶液と混和させると
相溶せずに不均一相を形成する性質を示す物であれば良
く、すでに公知の水溶性有機高分子やその機能を持って
いると確認される新規な水溶性有機高分子物質等を適宜
選択使用して良く、特に限定は無い。

【００５６】好ましくはその（ＩＩ）水溶性有機高分子
としては、例えば（ａ）水溶性ポリエーテルポリオー
ル、（ｂ）水溶性ポリビニルアルコール、（ｃ）水溶性
デンプン、（ｄ）水溶性セルロース誘導体、（ｅ）水溶
性ポリアルキレンオキサイド、（ｆ）水溶性アクリル、
（ｇ）水溶性ポリエポキサイド、（ｈ）水溶性ウレタン
ポリビニルアルコール、（ｉ）水溶性ポリビニルピロリ
ドン、（ｊ）水溶性アクリルアミド、（ｋ）水溶性ポリ
−Ｎ−ビニルアセトアミド、（ｌ）水溶性アミノ樹脂な
どから選ばれた１種または２種以上の混合物が代表的で
ある。前記（ａ）〜（ｌ）等はいわゆるアルカリ水ガラ
スと非反応性の水溶性有機高分子である。

【００５７】（ａ）水溶性ポリエーテルポリオールとは
すでに公知のもので良く、特に制約は無い。一般的には
別名水溶性ポリアルキレングリコールまたは水溶性ポリ
オールとも言われ、炭素数２〜５の整数で表されるアル
キレン基のエーテル結合連鎖構造を持ち末端基がヒドロ
キシル基で安定化された水に相溶するポリオールであれ
ば好ましく包含され、好ましくはポリエーテル系ジオー
ルやポリエーテル系トリオールとする事が良い。 （ｂ）水溶性ポリビニルアルコールとはすでに公知のも
ので良く、特に制約は無く、例えばポリ酢酸ビニル重合
体を一部および／または全部ケン化（脱酢酸反応）変性
して得た水に溶解またはミクロ分散安定なものとする事
が良い。 （ｃ）水溶性デンプンとはすでに公知のもので良く、特
に制約は無く、カチオン化デンプン、酸化デンプンなど
であって良い。 （ｄ）水溶性セルロース誘導体とはすでに公知のもので
良く、特に制約は無く、例えばメチルセルロース、カル
ボキシメチルセルロース、ヒドロキシメチルセルロー
ス、ヒドロキシエチルセルロース等であって良い。 （ｅ）水溶性ポリアルキレンオキサイドとはすでに公知
のもので良く、特に制約は無く、例えばポリエチレンオ
キサイドで代表される。

【００５８】（ｆ）水溶性ポリアクリルすでに公知のも
ので良く、特に制約は無く、たとえば水溶性ポリヒドロ
キシアクリレート、水溶性ポリヒドロキシメタクリレー
ト、ヒドロキシアクリレートおよび／またはヒドロキシ
メタクリレートとアクリル酸および／またはメタアクリ
ル酸などの水溶性２元共重合体または更にその他の共重
合可能なアクリレート類との水溶性３元共重合体等で代
表される。 （ｇ）水溶性ポリエポキサイドとはすでに公知のもので
良く、特に制約は無く、前記したポリアルキレングリコ
ールのモノエポキサイドを含む多価エポキサイド化合物
で代表される。 （ｈ）水溶性ポリウレタンとはすでに公知のもので良
く、特に制約は無く、前記したポリアルキレングリコー
ルとジイソシアナート化合物から誘導された水溶性の樹
脂やその乳化樹脂溶液が代表的な例である。 （ｉ）水溶性ポリビニルピロリドンとはすでに公知のも
ので良く、特に制約は無く、例えばＮ−ビニルピロリド
ンの高分子量体やその水溶性の２元共重合体樹脂等で代
表される。

【００５９】（ｊ）水溶性アクリルアミドとはすでに公
知のもので良く、特に制約は無く、例えばアクリルアミ
ド、メタクリルアミド、Ｎ−ジメチルアクリルアミド、
Ｎ−ジメチルメタクリルアミド等で代表される（メタ）
アクリルアミドモノマーのホモポリマーやコポリマー、
またはそのモノマーと共重合可能なビニル化合物との水
溶性コポリマーが代表的である。 （ｋ）水溶性ポリ−Ｎ−ビニルアセトアミドとはすでに
公知のもので良く、特に制約は無く、Ｎ−ビニルアセト
アミドモノマーを用いたホモポリマーや水溶性コポリマ
ーが代表的である。

【００６０】（ｌ）水溶性アミノ樹脂とはすでに公知の
もので良く、特に制約は無く、エポキシ樹脂の常温硬化
剤として利用されている水溶性または自己乳化型ポリア
ミン樹脂（水溶性ポリアルキレンエーテルモノアミン、
水溶性ポリアルキレンエーテルジアミン、水溶性ポリア
ルキレンエーテルトリアミン等を含む意味である。）
や、また例えば尿素−ホルマリン樹脂、尿素−メラミン
−ホルマリン樹脂等であっても良い。

【００６１】特に好ましい（ＩＩ）水ガラス有機高分子
としては、前記（ａ）〜（ｈ）から選ばれた１種または
２種以上の混合物とすることが良い。また更に好ましく
は、平均重量平均分子量が２，０００〜５０，０００の
範囲にあり、かつ（ａ）水溶性ポリエーテルポリオー
ル、（ｅ）水溶性ポリアルキレンオキサイド、（ｈ）水
溶性ウレタンから選ばれた１種または２種以上の混合物
であるとする事が良い。

【００６２】また前記した以外で本発明の（ＩＩ）水ガ
ラス有機高分子として適用出来る物の具体例としては、
加水分解によってシロキサン架橋する性質を示す式Ｉ

【化３】 式Ｉ； −Ｓｉ（Ｒ¹）_n−（Ｘ）_3-n （但し、Ｒ¹は水素原子、クロル原子、メチル基、エチ
ル基、プロピル基から選ばれた１種、Ｘは炭素数が１〜
５の整数で表されるアルコキシル基、オキシム基、アセ
トキシル基から選ばれた一種、ｎは０〜１をそれぞれ表
す。）で表される活性シリル基末端を１分子中に少なく
とも平均０．７ケ以上導入され、その活性シリル基を除
く主鎖が水溶性の、アクリル、ウレタン、ポリエーテ
ル、ポリエーテルポリエステル、ポリエステルから選ば
れた１種または２種以上であり、重量平均分子量が２，
０００〜５０，０００の範囲にある活性シリル基含有プ
レポリマー（ＩＩ−１）および／またはその加水分解生
成物である活性シラノール基含有プレポリマー（ＩＩ−
２）等が好ましく挙げられる。

【００６３】活性シリル基含有プレポリマー（ＩＩ−
１）はすでに公知の方法で得て良く、製造方法等には制
約は無い。活性シリル基を分子末端に持つ高分子の製造
方法の代表的な公知製造例としては、例えば特開昭５０
−１５６５９９号に代表されるポリエーテル骨格を持つ
シリル変性組成物の製造方法、または特開昭５３−１３
９６９５号に代表されるポリエステル骨格を持つシリル
変性組成物の製造方法等が良く知られている。本発明記
載の活性シリル基含有プレポリマーはその公知方法に準
じた方法で容易に製造可能である。

【００６４】活性シリル基含有プレポリマー（ＩＩ−
１）のより詳細な具体的例を挙げる。例えば、グリセリ
ン、エタノールアミン、ジエタノールアミン、トリエタ
ノールアミン、エチレンジアミン、トリメチロールプロ
パン、ペンタエリスリトール、炭素数１〜８の整数で表
される脂肪族およびまたは芳香族または脂環族のモノア
ルコール類等から選ばれた１種である活性水素基含有低
分子化合物に対し、その全付加変性量を１００として算
出されたエチレンオキサイドの６０〜１００重量％とプ
ロピレンオキサイドおよびまたはブチレンオキサイドの
４０〜０重量％の付加変性誘導体であるポリアルキレン
グリコール骨格（以下ではポリエーテル骨格とも呼ぶ）
を成す前記一般式Ｉで示された末端シリル基変性のポリ
エーテル系プレポリマー、および／または、例えば分子
量が低くとも１，０００以上のポリエチレングリコール
と琥珀酸、マレイン酸、アジピン酸等の脂肪族二塩基酸
とから誘導された水溶性のポリエーテルポリエステル骨
格を成す前記式Ｉで示された末端シリル基変性のポリエ
ーテルポリエステル系プレポリマー、および／または、
例えばエチレングリコール、ジエチレングリコール、ト
リエチレングリコール、テトラエチレングリコール等の
高くとも重量平均分子量が１，０００以下のグリコール
類と、琥珀酸、マレイン酸、アジピン酸等の脂肪族二塩
基酸から選ばれた１種または２種以上とをエステル化し
て得た、いわゆるポリエステル骨格を成す前記一般式Ｉ
で示された末端シリル基変性のポリエステル系プレポリ
マー、または重量平均分子量が４００〜３，０００以内
のポリエチレングリコールとヘキサメチレンジイソシア
ネートやノルボルナンジイソシアネートで代表される脂
肪属ジイソシアネート化合物とから誘導される水溶性ポ
リウレタンポリオール骨格を成す前記一般式Ｉで示され
た末端シリル基変性のポリウレタン系プレポリマー等の
例が挙げられる。特に経済性の点で水溶性の末端シリル
基変性のポリエーテル系プレポリマーまたはポリウレタ
ン系プレポリマーのいずれかとする事が特に好ましい。

【００６５】本発明記載の活性シリル基含有プレポリマ
ー（ＩＩ−１）では、前記式ＩのＲ¹がメチル基、エチ
ル基、プロピル基から選ばれた１種、Ｘが炭素数が１〜
５の整数で表されるアルコキシル基、アセトキシル基か
ら選ばれた一種とする活性シリル基末端を１分子中に少
なくとも平均１．２〜６ケ導入され、その活性シリル基
を除く主鎖が水溶性のポリエーテルであり、重量平均分
子量が２，０００〜２０，０００の範囲にある活性シリ
ル基含有プレポリマーとする事がよい更に好ましい。ま
たより得な最も好ましくは、その活性シリル基末端を１
分子中に少なくとも平均２〜３ケ導入されてなるものが
挙げられる。

【００６６】次に、活性活性シラノール基含有プレポリ
マー（ＩＩ−２）とは、下記の式−ＩＩＩ

【化４】 −Ｓｉ（Ｒ¹）_n−（Ｙ）_3-n 式−ＩＩＩ （但し、Ｒ¹は塩素原子、水素原子、メチル基、エチル
基、プロピル基から選ばれた１種、Ｙは−Ｏ^ー・Ｈ^ー基、
−Ｏ^ー・Ｎａ^ー基、−Ｏ^ー・Ｋ^ー基、−Ｏ^ー・Ｌｉ^ー基から選
ばれた１種、ｎは０〜１をそれぞれ表す。）で表される
活性シラノール基末端を１分子中少なくとも平均０．７
ケ以上導入され、かつその活性シラノール基導入部分を
除く主鎖有機高分子の重量平均分子量が２，０００〜５
０，０００の範囲の１種または２種以上から成る組成物
の事であり、その製造方法などに制約は無い。Ｒ¹とし
て好ましくはメチル基、エチル基のいずれかであり、ま
た好ましいＹ基には−Ｏ^ー・Ｈ^ー基および／または−Ｏ^ー
・Ｎａ^ー基が挙げられる。

【００６７】活性シラノール基含有プレポリマー（ＩＩ
−２）を事前に得る方法では、例えば前記した活性シリ
ル基含有プレポリマー（ＩＩ−１）を水で加水分解する
方法等で容易に得ることが出来る。またその際、遊離生
成する加水分解遊離揮発性成分は適宜系外に除去精製す
る方法が特に好ましい。

【００６８】本発明記載の（ＩＩ）水溶性有機高分子の
１種として特に活性シラノール基含有プレポリマー（Ｉ
Ｉ−２）を使用する事の利点としては以下の点を挙げる
ことができる。水に基本的に非相溶の活性シリル基含有
プレポリマー（ＩＩ−１）ではそのまま（ＩＩ）成分の
１種として使用できないが、その水に基本的に非相溶の
活性シリル基含有プレポリマー（ＩＩ−１）を加水分解
して前記式−ＩＩＩに改質すると、そのものは水に相溶
および／またはミクロに懸濁する性質とする事が出来る
利点を示す。すなわち、水に難溶またはすぐ２層分離し
てしまう非相溶性の有機ポリオール類を高分子骨格とす
る活性シリル基含有プレポリマー（ＩＩ−１）前駆体は
（ＩＩ）の１成分とは成りえないが、該前駆体を更に加
水分解して製造された活性シラノール基含有プレポリマ
ー（ＩＩ−２）は（ＩＩ）の好ましい１種として有効に
使用出来る利点を持つ。

【００６９】活性シラノール基含有プレポリマー（ＩＩ
−２）は、活性シラノール基末端を１分子中に好ましく
は２〜６ケ有してなる物が良く、特に好ましくは２〜３
ケである。またその重量平均分子量は２，０００〜３
０，０００の範囲がより好ましいと言える。また活性シ
ラノール基含有プレポリマー（ＩＩ−２）を液状で安定
に取り扱う目的でアルカリ水希釈溶液の形態で取り扱う
事は大いに好ましい。そして該アルカリ度はｐＨ値で９
〜１４で良く、より好ましくは１０〜１３．８の範囲が
より好ましい。また前記したｐＨ値を達成する手段とし
て水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム
などから選ばれた１種を溶存させることで達成すること
が良い。一方、該活性シラノール基含有プレポリマー
（ＩＩ−２）のｐＨ値で０．１〜６の酸性水希釈溶液と
する事でも良く特に制約は無い。例えば公知の無機酸や
水溶性の有機酸を少量共存させて該ｐＨ値領域下の水希
釈溶液とすることで良い。

【００７０】また（ＩＩ）水溶性有機高分子では、前記
（ａ）〜（ｈ）の１種および／または２種以上で表され
るいわゆるアルカリ水ガラスと非反応性の水溶性有機高
分子と、前記活性シリル基含有プレポリマー（ＩＩ−
１）とを併用する形で使用されて何等問題無く、その配
合比率を非反応性水溶性有機高分子：活性シリル基含有
プレポリマーで表される重量比率で（１：１００）〜
（１００：１）の範囲で使用されて良い。

【００７１】また（ＩＩ）水溶性有機高分子成分として
は、それ自体の水溶液安定性からして、活性シラノール
基含有プレポリマー（ＩＩ−２）よりも活性シリル基含
有プレポリマー（ＩＩ−１）の方が、活性シリル基含有
プレポリマー（ＩＩ−１）よりも非反応性の水溶性有機
高分子の方がより優位である。

【００７２】（ＩＩ）水溶性有機高分子の最小使用配合
量としては、（イ）水ガラス溶液組成物が海島のＯ／Ｗ
型複相溶液を成す量（範囲）で表され、一方最大配合量
は系の粘度がＢ型粘度計測定値で５０ポイズを越えない
配合量で用いる事が肝要な事である。特に制約するもの
では無いが、（イ）水ガラス溶液組成物を特に２液主剤
型とした際の主剤液Ａおよび／または硬化剤液Ｂ中に
は、おおよそ含有濃度が２．５〜５０重量％の範囲、よ
り好ましくは５〜３５重量％の範囲とする事が良い。そ
の理由は、２．５重量％以下では不均一相を形成しずら
い傾向にあるからであり、５０重量％以上では経済的に
不利となる傾向にあるからである。なお、（ＩＩ）の含
有濃度２．５〜５０重量％の範囲は本発明を何等特に制
約するものでは無い。

【００７３】次に本発明記載の（イ）水ガラス溶液組成
物の必須構成成分の一つである（ＩＩＩ）水ガラス硬化
剤について詳細に記述する。その（ＩＩＩ）水ガラス硬
化剤とは、すでに公知のアルカリ水ガラスの硬化剤やそ
の機能を持っている水溶性物質であれば好ましく包含さ
れ、特に制約は無く、以下に代表的な例を列記する。例
えば、塩酸、硝酸、硫酸、ホウ酸、燐酸などで代表され
る無機酸類、水溶性重硫酸塩類、水溶性重炭酸塩類、水
溶性酸性硫酸塩類、水溶性酸性燐酸塩類等で代表される
無機酸塩類、水溶性有機酸類、アルカリ水中で徐放性の
酸を放出する水溶性有機単量硬化剤等が挙げられ、それ
らの１種または２種以上を併用してなる物が好ましい例
である。

【００７４】前記の硫酸とは工業的に入手可能なもので
あれば良く、粗硫酸であったり、精製硫酸、濃硫酸、希
薄硫酸溶液、無水硫酸などであって良い。また前記燐酸
についても同様に、燐鉱石と硫酸と水から誘導されかつ
脱石膏、脱フッ素化工程を経て産出される粗燐酸または
精製燐酸またはそれらの希薄溶液であって良い。また水
溶性重硫酸塩類の具体例には例えば重硫酸ナトリウム、
重硫酸カリウム、重硫酸リチウム等が挙げられる。また
水溶性重炭酸塩には例えば重炭酸ナトリウム、重炭酸カ
リウム、重炭酸リチウム等を例示できる。また更に水溶
性酸性硫酸塩には例えば硫酸マグネシウム等の具体例が
あげられる。また水溶性酸性燐酸塩には例えば燐酸２水
素ナトリウム塩、燐酸２水素カリウム塩、酸性ピロ燐酸
ナトリウム塩、酸性ピロ燐酸カリウム塩、メタ燐酸ナト
リウム、メタ燐酸カリウム等を例示できる。

【００７５】また前記水溶性有機酸の例としては例えば
蟻酸、無水酢酸または酢酸、グリコール酸、グリオキシ
ル酸、乳酸、リンゴ酸、ソルビン酸、フィチン酸、アビ
エチン酸等やそれら水溶性の酸性塩類等を例示でき、よ
り最も好ましい水溶性有機酸の例には無水酢酸または酢
酸、フィチン酸とその酸性塩類を例示出来る。

【００７６】また前記したアルカリ水中で徐放性の酸を
放出する水溶性有機単量硬化剤には、例えばグリオキザ
ールで代表される水溶性アルデヒド化合物類、エチレン
カーボネートやプロピレンカーボネートの如きアルキレ
ンカーボネート化合物類、γ−ブチロラクトンで代表さ
れる環状ラクトン類、２酢酸エチレン（以下の記載では
エチレングリコールジアセテートとも言う）で代表され
る低分子グリコール類のアセテート化合物類、コハク酸
ジメチルエステル、コハク酸ジエチルエステル、コハク
酸ジプロピルエステル、アジピン酸ジメチルエステル、
アジピン酸ジエチルエステル、アジピン酸ジプロピルエ
ステル、マレイン酸ジメチルエステル、マレイン酸ジエ
チルエステル、マレイン酸ジプロピルエステル、イタコ
ン酸ジメチルエステル、イタコン酸ジエチルエステル、
イタコン酸ジプロピルエステル等で代表される２塩基酸
アルキルエステル類（以下の記載では別名：ジカルボン
酸アルキルエステル類とも言う）などが例示出来る。

【００７７】（ＩＩＩ）水ガラス硬化剤としてより好ま
しくは、アルカリ水中で徐放性の酸を放出する水溶性有
機単量硬化剤が水溶性アルキレンカーボネート類、水溶
性ラクトン類、水溶性アルキレングリコールジアセテー
ト化合物、水溶性ジカルボン酸アルキルエステル類等か
ら選ばれた１種または２種以上とする態様例、また前記
した無機酸の１種とアルカリ水中で徐放性の酸を放出す
る水溶性有機単量硬化剤の１種とを必ず併用してなる態
様例、また塩酸、水溶性の重炭酸塩類、硫酸、水溶性の
重硫酸塩類、燐酸および／またはその水溶性酸性塩類か
ら選ばれた１種または２種以上から成る態様例、高圧炭
酸ガスまたは液化炭酸水とする態様例、水溶性酸性塩類
から選ばれた１種とアルカリ水中で徐放性の酸を放出す
る水溶性有機単量硬化剤の１種とを必ず併用してなる態
様例等がそれぞれ好ましい事として挙げられる。

【００７８】ここで（ＩＩＩ）をグリオキザールの単独
とした場合には、その使用割合の割に、ゲル化が一般的
にゆっくりと進行する特徴を持つ。すなわち、中結〜超
長結型のゲルタイム特性を与えやすい。一方、（ＩＩ
Ｉ）が水溶性アルキレングリコールジアセテート化合物
であり、それらの内、炭素数が２から４の整数で表され
るアルキレングリコールのモノおよび／またはジアセチ
ル化物またはグリセリンのジおよび／またはトリアセテ
ートから選ばれた少なくとも１種である場合、その使用
割合の割にゲルタイムが比較的早い特徴を持つ。言換え
れば、（イ）水ガラス溶液組成物中に含有される（ＩＩ
Ｉ）の含有モル濃度を一定とした比較で、その作用効果
が比較的緩やかである（ＩＩＩ）にはグリオキザールが
挙げられ、その作用効果が強く働く（ＩＩＩ）に水溶性
アルキレングリコールジアセテート化合物、アルキレン
カーボネート類、ジカルボン酸アルキルエステル類があ
げられる。環状ラクトン類はそれらの中間的な位置付け
がされる。

【００７９】２酢酸エチレン以外の水溶性アルキレング
リコールジアセテート化合物の例には、例えば、ジエチ
レングリコール、トリエチレングリコール、プロピレン
グリコール、ジプロピレングリコール、１，４−ブタン
ジオ−ル、１，５−ペンタンジオールなどのモノおよび
／またはジアセチル化物が好ましい例として挙げられ
る。

【００８０】また本発明記載の（ＩＩＩ）の更に好まし
い物質としては、エチレンカーボネートまたはプロピレ
ンカーボネートの単独系とする事や、γ−ブチロラクト
ンの単独系とする事がより更に好ましい。その理由の１
つには、それ自体純度の良い物が容易に入手出来、本発
明の記載の硬化剤液Ｂの溶液保存安定性をより一層確保
出来る点にある。その理由の２つ目には、（イ）水ガラ
ス溶液組成物に於いて前記（Ｉ）アルカリ水ガラスを多
く含む液相を海相とするに適した（ＩＩＩ）成分と言え
るからである。

【００８１】本発明記載の（イ）水ガラス溶液組成物中
に占める（ＩＩＩ）水ガラス硬化剤の配合割合は、該組
成物中に存在する（Ｉ）アルカリ水ガラスの全アルカリ
分、すなわち（Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）で表される全アルカリ
分の全モル当量に対してその５〜４００モル％相当分、
好ましくは１０〜３００モル％相当分、更により好まし
くは５０〜２５０モル％相当分のモル当量で配合されて
なる事が良い。

【００８２】また特に本発明記載の（イ）水ガラス溶液
組成物を２液主剤型とする態様例の場合には、主剤液Ａ
の全量と一括混合された時、そのＡ液中に含有される
（Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）で表されるアルカリ成分の合計モル
当量に対して前記した割合、好ましくは５０〜２５０モ
ル％分に相当する量とすることが好ましい態様例として
記述出来る。５モル％以下とした場合では、強固なウェ
ットゲルを生成しずらい傾向となる事、主剤の一定量に
対し大量の硬化剤を必要とする等性能と価格がアンバラ
ンスとなりやすい。４００モル％以上とした場合では、
生成するゲルの強度や耐久性にそれ以上顕著な優位点を
引出せない事およびコスト面で不利となる傾向にある。

【００８３】次に（ＩＶ）水成分には特に制約は無く、
例えば地下水、湧き水、雨水、河川水、湖水、イオン交
換水、純水、水道水、海水などが好ましく使用できる。

【００８４】本発明の高強度軽量シリカエアロゲル成型
体の製造方法は、（１）として、前記の（イ）水ガラス
溶液組成物を離型可能な成型容器内に注ぎ込み、５℃〜
８０℃未満の温度雰囲気下で静置ゲル化させ、少なくと
も２ｋｇｆ／ｃｍ²以上のゲル強度にあるウェットゲル
を脱型して得た後、該ウェットゲルを１，０００℃未満
の温度下で脱水乾燥および／または有機物を焼結除去す
る方法で高強度軽量なシリカエアロゲル成型体を得ると
する製造方法である。

【００８５】離型可能な成型容器には特に限定は無い。
一般的には寸法安定性に富む物とする事が良く、鋼製容
器や硬質なプラステック容器などとすることが良い。該
容器内面には成型に際し事前に公知の離型剤を塗付する
など、本発明記載の（イ）水ガラス溶液組成物から誘導
される高強度なウェットゲルを容易に脱型する事が出来
る様に表面加工されている物を使用する事が好ましい。

【００８６】本発明の高強度軽量シリカエアロゲルの製
造方法では、（イ）水ガラス溶液組成物を前記型に流し
込み、静置ゲル化させる事が重要であるが、静置とは連
続攪伴をしないと言う意味であり、またその際のゲル化
温度を５℃〜８０℃の範囲とする事が肝要な点である。
５℃未満の低温下では著しくゲル化時間が長くなり、生
産性と経済性に欠ける傾向にからである。また８０℃を
超えると逆にゲル化が極端に早くなり過ぎて均一なＯ／
Ｗ型の複相構造を持つウェットゲルからなる大型成型体
が得られにくい傾向にあるからである。より好ましいゲ
ル化熟成温度としては、１０〜５０℃の範囲、より最も
好ましくは１５〜３５℃の範囲とする事が再現性の点で
良い。

【００８７】本発明の高強度軽量シリカエアロゲル成型
体の製造方法では、脱型する際のウェットゲルの強度は
低くとも２ｋｇｆ／ｃｍ²以上、好ましくは５ｋｇｆ／
ｃｍ²以上、最も好ましくは７ｋｇｆ／ｃｍ²から最終到
達強度の範囲となっていることが肝要な事として挙げら
れる、すなわち、生成するウェットゲル強度が前記値に
達するまで、一定時間内の養生または塾成工程を経る事
が次に重要な点として挙げられる。２ｋｇｆ／ｃｍ²に
至らないウェットゲルでは脱型時に割れたり欠けたりす
ることが多く好ましく無いからである。

【００８８】前記の養生または熟成工程（以下総称して
養生工程と言う）には、特に制約は無いが、例えば（Ｉ
ＩＩ）水ガラス硬化剤にアルカリ水中で徐放性の酸を放
出する水溶性有機単量硬化剤の単独からなる本発明記載
の（イ）水ガラス溶液組成物から製造されたウェットゲ
ルの養生工程では、特に制約する物では無いが、例えば
室温で３時間〜２８日間程度、また例えば８０℃では１
０分間〜１０日間程度とすることが代表的である。また
例えば（ＩＩＩ）水ガラス硬化剤に無機酸とアルカリ水
中で徐放性の酸を放出する水溶性有機単量硬化剤の併用
系からなる本発明記載の（イ）水ガラス溶液組成物から
製造されたウェットゲルの養生工程では、特に制約する
物では無いが、例えば室温で１時間〜１２０時間程度と
することが好ましい。また養生の方法としては、オート
クレーブ容器中で高圧下で加熱養生促進する方法、温水
浴に浸漬して養生促進する方法、有機溶剤を温めた浴槽
に一定時間浸漬促進する方法などを適宜採用しても本発
明の高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造方法に好
ましく包含される。

【００８９】また（１）のより好ましい高強度軽量シリ
カエアロゲル成型体の製造例としては以下の（２）〜
（２１）があり、記載順により好ましい製造方法であ
る。 （２）（イ）水ガラス溶液組成物がアルカリ水ガラスを
含む水溶液を主剤液Ａと水ガラス硬化剤を含む水溶液を
硬化剤液Ｂの２液型からなり、水溶性有機高分子をその
いずれか一方の液にまたは両方の液に事前に含有させる
と共に、かつその主剤液Ａと硬化剤液Ｂとを主剤液Ａ：
硬化剤液Ｂで表した容積混合比率で（１０：１００）〜
（１００：１０）の範囲で混合してなる事を特徴とする
（１）記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造
方法。

【００９０】（３）水溶性有機高分子の全量が水ガラス
硬化剤を含む硬化剤液Ｂに事前に配合されてなる事を特
徴とする（１）または（２）記載の高強度軽量シリカエ
アロゲル成型体の製造方法。 （４）アルカリ水ガラスがＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏおよび／ま
たはＳｉＯ₂／Ｋ₂Ｏで表されるモル比で１〜４．５の範
囲にある珪酸ナトリウムおよび／または珪酸カリウムと
する事を特徴とする（１）〜（３）のいずれかに記載の
高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造方法。 （５）アルカリ水ガラスが日本工業規格・ＪＩＳ−３号
の珪酸ナトリウム溶液とする事を特徴とする（４）記載
の高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造方法。

【００９１】（６）水に対しいかなる割合にも相溶およ
び／またはミクロ分散安定化する性質を示す水性有機高
分子が以下の（ａ）〜（ｈ）から選ばれた１種および／
または２種以上からなる事を特徴とする（１）〜（５）
のいずれかに記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体
の製造方法。 （ａ）水溶性ポリエーテルポリオール （ｂ）水溶性ポリビニルアルコール （ｃ）水溶性デンプン （ｄ）水溶性セルロース誘導体 （ｅ）水溶性ポリアルキレンオキサイド （ｆ）水溶性アクリル （ｇ）水溶性ポリエポキサイド （ｈ）水溶性ウレタン

【００９２】（７）水に対しいかなる割合にも相溶およ
び／またはミクロ分散安定化する性質を示す水溶性有機
高分子が、加水分解によってシロキサン架橋する性質を
示す式Ｉ

【化５】 式Ｉ； −Ｓｉ（Ｒ¹）_n−（Ｘ）_3-n （但し、Ｒ¹は水素原子、クロル原子、メチル基、エチ
ル基、プロピル基から選ばれた１種、Ｘは炭素数が１〜
５の整数で表されるアルコキシル基、オキシム基、アセ
トキシル基から選ばれた一種、ｎは０〜１をそれぞれ表
す。）で表される活性シリル基末端を１分子中に少なく
とも平均０．７ケ以上導入され、その活性シリル基を除
く主鎖が水溶性の、アクリル、ウレタン、ポリエーテ
ル、ポリエーテルポリエステル、ポリエステルから選ば
れた１種または２種以上であり、重量平均分子量が２，
０００〜５０，０００の範囲にある活性シリル基含有プ
レポリマーおよび／またはその加水分解生成物である活
性シラノール基含有プレポリマーの１種とする事を特徴
とする（１）〜（６）のいずれかに記載の高強度軽量シ
リカエアロゲル成型体の製造方法。

【００９３】（８）水に対しいかなる割合にも相溶およ
び／またはミクロ分散安定化する性質を示す水溶性有機
高分子が、前記（ａ）〜（ｂ）の１種および／または２
種以上で表されるいわゆるアルカリ水ガラスと非反応性
の水溶性有機高分子と、前記活性シリル基含有プレポリ
マーとを併用する形で使用され、その配合比率を非反応
性水溶性有機高分子：活性シリル基含有プレポリマーで
表される重量比率で（１：１００）〜（１００：１）の
範囲で使用される事を特徴とする（１）〜（７）のいず
れかに記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造
方法。 （９）水ガラス硬化剤が水溶性の有機酸、アルカリ水中
で徐放性の酸を放出する水溶性有機単量硬化剤、無機質
硬化剤、ＣＯ₂などから選ばれた少なくとも１種または
２種以上を用いる事を特徴とする（１）〜（８）のいず
れかに記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造
方法。

【００９４】（１０）アルカリ水中で徐放性の酸を放出
する水溶性有機単量硬化剤が、水溶性アルキレンカーボ
ネート類、水溶性ラクトン類、水溶性アルキレングリコ
ールジアセテート化合物、水溶性２塩基酸アルキルエス
テル類等から選ばれた１種または２種以上とする事を特
徴とする（９）記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型
体の製造方法。 （１１）（１）水ガラス溶液組成物に更に高分子界面活
性剤を０．００１〜５重量％の範囲で添加含有させてな
る事を特徴とする（１）〜（１０）のいずれかに記載の
高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造方法。 （１２）（１）水ガラス溶液組成物をゲル化させる際に
更に均一分散可能な有機繊維および／または無機繊維を
そのゲル中に占める割合で０．１〜１０重量％の範囲で
複合させる事を特徴とする（１）〜（１１）のいずれか
に記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造方
法。

【００９５】（１３）２液型から成る（１）水ガラス溶
液組成物に於いて、主剤と硬化剤の２液をそれぞれ主剤
液：硬化剤液で表した容積混合比率でほぼ１：１に近似
させて混合調整される事を特徴とする（１）〜（１２）
のいずれかに記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体
の製造方法。 （１４）主剤液Ａ中のアルカリ水ガラス含有濃度が固形
分換算で５〜５０重量％となる様に含有させる事を特徴
とする（２）〜（１３）のいずれかに記載の高強度軽量
シリカエアロゲル成型体の製造方法。 （１５）主剤液Ａの全量と混合された時、その主剤液Ａ
中のＮａ₂Ｏおよび／またはＫ₂Ｏで表されるアルカリ分
の５０〜２５０モル％分に相当する水ガラス硬化剤と、
水に対しいかなる割合にも相溶および／またはミクロ分
散安定化する性質を示す水溶性有機高分子の硬化剤液中
に占める含有濃度で２．５〜５０重量％とを含有してな
る水溶液を硬化剤液Ｂとして用いる事を特徴とする
（２）〜（１４）のいずれかに記載の高強度軽量シリカ
エアロゲル成型体の製造方法。

【００９６】（１６）（イ）水ガラス溶液組成物に於い
て主剤液Ａが以下に記載の主剤液Ｅ、硬化剤液Ｂが以下
に記載の硬化剤液Ｆからなる事を特徴とする（２）〜
（１５）のいずれかに記載の高強度軽量シリカエアロゲ
ル成型体の製造方法。主剤液Ｅとして、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂
Ｏのモル比が２．５〜３．５からなるアルカリ水ガラス
の固形分１５〜４０重量％とした水溶液。硬化剤液Ｆと
して、該主剤液Ｅの全量と混合された時、その硬化液Ｅ
中のＮａ₂Ｏで表されるアルカリ分の５０〜２５０モル
％分に相当するアルカリ水中で徐放性の有機酸を放出す
る水溶性有機単量硬化剤と、水溶性有機高分子がエチレ
ングリコールおよび／またはグリセリンに対し付加変性
量を１００とした割合でエチレンオキサイドの８０〜９
９重量％、プロピレンオキサイドの２０〜１重量％をラ
ンダム付加またはブロック付加させて得られた重量平均
分子量が２，０００〜３０，０００の範囲にあるポリエ
ーテルジオールおよび／またはポリエーテルトリオール
の１種または２種以上の硬化剤Ｆ液中に占める含有濃度
で５〜３５重量％とを配合してなる水溶液。

【００９７】（１７）水ガラス硬化剤がグリオキザール
の単独または更に炭酸、硫酸、燐酸から選ばれた１種お
よび／または炭酸水素アルカリ金属塩または硫酸水素ア
ルカリ金属塩との併用のいずれかからなり、かつその合
計量が系中のアルカリ水ガラスの（Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）で
表される全アルカリ分の７０〜２００モル％分に相当す
る量を含有させる事を特徴とする（１）〜（１６）のい
ずれか記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造
方法。 （１８）水ガラス硬化剤としてエチレンカーボネートま
たはプロピレンカーボネートの単独を用い、かつその合
計量が系中のアルカリ水ガラスの（Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）で
表される全アルカリ分の５５〜１１０モル％分に相当す
る量を含有させる事を特徴とする（１）〜（１６）のい
ずれかに記載の高強度軽量多孔質成型体の製造方法。 （１９）水ガラス硬化剤としてγ−ブチロラクトンの単
独を用い、かつ混和されてなる系中のアルカリ水ガラス
の（Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）で表される全アルカリ分の１１０
〜２１０モル％分に相当する量を含有させる事を特徴と
する（１）〜（１６）のいずれかに記載の高強度軽量シ
リカエアロゲル成型体の製造方法。 （２０）水ガラス硬化剤としてアルキル鎖長部位が炭素
数１から３の整数で表される水溶性ジカルボン酸アルキ
ルエステル化合物の１種を用い、かつ混和されてなる系
中のアルカリ水ガラスの（Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）で表される
全アルカリ分の５５〜１１０モル％分に相当する量を含
有させる事を特徴とする（１）〜（１６）のいずれかに
記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造方法。

【００９８】（２１） 鋼鉄製またはプラスチック製の
離型可能な成型容器中に、（イ）水ガラス溶液組成物を
流し込んで静置ゲル化させ、生成するウェットゲルのゲ
ル１軸圧縮強度が低くとも２ｋｇ／ｃｍ²を越えた時点
で、型から取りだし、更に以下の（α）〜（δ）に示す
いずれか１つ以上の工程を経て、独立気泡を内包するみ
かけ密度が０．０５〜０．８ｇ／ｃｍ³の範囲のシリカ
エアロゲル成型体を製造する事を特徴とする（１）〜
（２０）のいずれかに記載の高強度軽量シリカエアロゲ
ル成型体の製造方法。 （α）室温から１８０℃未満の脱水乾燥工程 （β）空気または不活性ガス中１０００℃未満の焼成工
程 （γ）冷却・切削工程 （δ）シーラー・塗装工程

【００９９】前記（α）室温から１８０℃未満の脱水乾
燥工程には、特に制約は無いが、例えば４０℃で３０日
〜１日程度、１００〜１２０℃では１０日〜３０分程度
行う事で良く、シリカエアロゲル中の自由水の含有濃度
として３０重量％以内、好ましくは１５重量％以内、最
も好ましくは０．０１〜５％の範囲内に至るまで脱水乾
燥する事が良く、特に制約は無い。またその乾燥の方法
には公知の乾燥方法を採用して良く、例えば天日乾燥、
電熱加熱乾燥、赤外線加熱乾燥、熱風加熱乾燥、電子線
照射加熱乾燥などであって良い。

【０１００】また前記（β）空気中や不活性ガス中の
１，０００℃未満の焼成工程には、すでに公知の焼結方
法や焼成方法を採用して良く、例えば電気炉焼成法、ガ
ス燃焼複写熱による焼成法などを好ましく採用出来る。
好ましくは８００℃未満の低温焼成法とする事、より最
も好ましくは室温または１２０℃乾燥温度から引続き等
速昇温し８００℃とする低温昇温焼成法を採用すること
が良い。 焼成中の温度は任意に昇温または下温させて
行って良い。特に最も好ましくは、（α）工程を経た後
引続き（β）の工程を経て本発明のシリカエアロゲルを
製造する方法が特に好ましい。また更に最もおおいに好
ましくは、（α）工程を経た後引続き（β）の工程を経
て製造されるシリカエアロゲル製造方法に際して、
（β）の焼成工程を１２０℃から徐々に昇温させて８０
０℃とし、同温度で１〜４８時間保つ焼成方法を経てな
るシリカエアロゲルの製造方法がおおいに好ましい方法
である。

【０１０１】また前記（γ）冷却・切削工程には、特に
制約は無く、室温冷却法、冷風による強制冷却法、フロ
ン浴などによる浸漬冷却法など任意でよい。

【０１０２】また（ε）シーラー・塗装工程には、すで
に公知の各種発砲無機硬化体に用いられている有機高分
子および／または無機高分子からなる公知のシーラー組
成物や同塗料組成物をそのまま使用して目的を達成して
よく、特に制約は無い。好ましい例をあげれば、湿気硬
化型および／または熱硬化型のポリエステルウレタン樹
脂組成物、湿気硬化型および／または熱硬化型のアクリ
ル樹脂組成物、湿気硬化型および／または熱硬化型のシ
リコン樹脂組成物、湿気硬化型および／または熱硬化型
のフッ素樹脂組成物、熱硬化型のエポキシ樹脂組成物、
熱硬化型のメラミン樹脂組成物、熱硬化型のフェノール
樹脂組成物、熱硬化型の尿素樹脂組成物、水和硬化性セ
メント組成物、水和硬化性しっくい組成物、水和硬化性
スラグ組成物、それらの複合シーラー組成物および／ま
たは塗料組成物を用いることができる。塗付する際の制
約は無く、ハケ塗り、スプレー塗付、ロールコーター塗
付、バーコーター塗付などで行って良い。また特に制約
するものでは無いが、例えば０．０１〜５ｋｇ／ｍ²の
塗付量とすることが良い。

【０１０３】また本発明の高強度軽量シリカエアロゲル
成型体とは、前記した（１）〜（２１）のいずれかに記
載の製造方法で得られ、その破断面や切削断面の光学顕
微鏡、電子顕微鏡、マイクロスコープのいずれかで観察
測定され、多数内蔵する独立気泡サイズがおよそ０．０
１μｍ〜１ｍｍ未満、好ましくは１〜２５０μｍの範囲
にある多孔質構造体からなっていることを特徴とするシ
リカエアロゲル成型物である。

【０１０４】また本発明の高強度軽量シリカエアロゲル
成型体のより好ましいものとしては、前記（１）〜（２
１）のいずれかに記載の製造方法で得られ、かつ１〜２
００μｍサイズの独立気泡を多数内蔵すると共に角に丸
みを持つ１０〜１８多面体構造の該独立気泡を持つ構造
とすることが大いに好ましい態様例である。また更には
以下の（２４）〜（２８）で示す順により好ましい高強
度軽量シリカエアロゲル成型体の態様例である。 （２４）連続相を形成している硬化膜の厚みが、０．１
μｍ〜５μｍの範囲にあることを特徴とする（２２）ま
たは（２３）記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型
体。 （２５）みかけの密度が０．１〜０．５ｇ／ｃｍ³の範
囲にある事を特徴とする（２２）〜（２４）のいずれか
に記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体。 （２６）片表面にシーラー組成物および／または塗料組
成物を塗付し、片面が化粧コートされた非透水性の性質
を有する事を特徴とする（２２）〜（２４）のいずれか
に記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体。

【０１０５】（２７）シーラー組成物が以下の、シリコ
ンまたはフッ素化合物を含有してなる溶液またはエマル
ション組成物、アクリル樹脂組成物、ウレタン組成物、
エポキシ樹脂組成物等から選ばれた少なくとも１種とす
る事を特徴とする（２６）記載の高強度軽量シリカエア
ロゲル成型体。 （２８）塗料組成物がシリコンまたはフッ素化合物を含
有してなる溶液またはエマルション組成物、アクリル樹
脂組成物、ウレタン組成物、エポキシ樹脂組成物から選
ばれた少なくとも１種とする事を特徴とする（２６）記
載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体。

【０１０６】ここで本発明を特に限定するものでは無い
が、（イ）水ガラス溶液組成物の室温下での好ましい溶
液粘度は、ＢＬ型粘度計による４番ローターを用いた６
０回転測定値で２００ｐｓを超える物はあまり最適では
ない。２００ｐｓを越える物では粘性抵抗で高すぎて型
投入時のフロー性や附形再現性に著しく欠ける傾向にあ
るからであり、より好ましくは１ｃｐｓ〜１００ｐｓの
範囲、最も好ましくは１ｃｐｓ〜１ｐｓの範囲とする事
が良い。

【０１０７】本発明の高強度軽量シリカエアロゲル成型
体の用途には特に限定が無く、例えば、建設資材向けの
パネル強化芯材としての用途、断熱パネル芯材への用
途、遮音材への用途、農医薬製品の固定化材への用途な
どで代表され多孔質無機成型体の特徴を活かした各種の
用途に使用されて良い。

【０１０８】

【実施例】以下に本発明の実施例および比較例を示すが
記載の部または％はそれぞれ重量部、重量％を意味する
と共に、記載の実施例によって本発明が特に限定される
ものでは無い。また例中に相構造を表す記号として、Ｏ
／Ｗとの表示記号はアルカリ水ガラスを多く含む液相が
連続した相すなわち海相を成し一方水溶性有機高分子を
多く含む液相が非連続な液滴分離相すなわち島相を成し
た状態で不均一安定な混合溶液を形成している状態の相
構造形態を意味する。またＷ／Ｏとの表示記号は水ガラ
スを多く含む液相が非連続相すなわち島相を成し一方水
溶性有機高分子をおおく含む液相が連続した相すなわち
海相を成す状態で不均一安定な混合溶液を形成している
状態の相構造形態を意味するものである。

【０１０９】なお実施例や比較例に供したアルカリ水ガ
ラス成分には以下の物を使用した。すなわち市販されて
いるＪＩＳ−２号珪酸ソーダ系水ガラス（２号水ガラス
と表示）、ＪＩＳ−３号珪酸ソーダ系水ガラス（３号水
ガラスと表示）、ＪＩＳ−４号珪酸ソーダ系水ガラス
（４号水ガラスと表示）をそれぞれ用いた。

【０１１０】次に実施例や比較例に供した水溶性有機高
分子成分については以下の記号で表される各成分を用い
た。（記号とその水溶性有機高分子の内容説明） ＰＥＧ−２，０００ ＧＰＣ測定でポリスチレン換算値で表される重量平均分
子量が１，９８０のポリエチレングリコール。水に可
溶。 ＰＥＧ−３，０００ ＧＰＣ測定でポリスチレン換算値で表される重量平均分
子量が３，０６０のポリエチレングリコール。水に可
溶。 ＰＥＧ−２０，０００ ＧＰＣ測定でポリスチレン換算値で表される重量平均分
子量が２０，０００のポリエチレングリコール。水に可
溶。

【０１１１】トリオール１ グリセリンを出発原料としエチレンオキサイド（ＥＯ）
とプロピレンオキサイド（ＰＯ）のランダム付加重量比
率で７５：２５で付加変性して得たヒドロキシル価が５
５mgKOH/g のポリエーテルトリオール。ＯＨ価から換算
した分子量が３，０６０、水に可溶。 トリオール２ トリエタノールアミンを出発原料としエチレンオキサイ
ド（ＥＯ）とプロピレンオキサイド（ＰＯ）のランダム
付加モル比率で８０：２０で付加変性して得たヒドロキ
シル価が５７mgKOH/g のポリエーテルトリオール。ただ
しＯＨ価から換算した分子量が２，９５０、水に可溶。 ＰＥＯ ポリアルキレンオキサイド樹脂の事であり、黒金化成社
製品の商品名：「アルコックスＲ−１５０」を用いた。
該樹脂の重量平均分子量はＧＰＣ測定で約１３万。水に
可溶。 デンプン カチオン化デンプン（試薬品）、水に可溶。 ＨＥＣ ＧＰＣ測定による重量平均分子量が約８〜９万程度のヒ
ドロキシエチルセルロース。水に可溶。

【０１１２】ＰＶＡ ポリビニルアルコールであり、電気化学社製品である商
品名「デンカポバールＫ−１７」を用いた。該樹脂の重
量平均分子量はＧＰＣ測定で約７．５万、かつケン化度
は９９モル％。水に可溶。 水溶性アクリル ヒドロキシメタクリレートとメタクリル酸の重量配合比
で８：２からなるアクリルモノマーの３０部とイオン交
換水の６７部からなる８０℃の溶液に、ｐＨ値を９〜１
１に保持しつつ過硫酸カリウムの３部を加えて５時間重
合反応をおこなって、最終的にＧＰＣによる重量平均分
子量が３，６４０のアクリル樹脂３０重量％からなる水
溶液を得て、それを水溶性アクリルとして用いた。 水溶性ウレタン ＯＨ価から求められた重量平均分子量が９，２００のポ
リエチレングリコールの１００部に対し、ヘキサメチレ
ンジイソシアネートの１．８３部を窒素気流中１２０℃
で６０分作用させてＧＰＣ測定でその重量平均分子量が
２９万の水に相溶するウレタン樹脂を得た。

【０１１３】エマルゲン８４０Ｓ 水溶性高分子界面活性剤（ノニオン界面活性剤）の１種
として花王社製品：商品名「エマルゲン８４０Ｓ」を使
用。なお、エマルゲン８４０Ｓとはポリオキシエチレン
アルキルエーテル系高分子海面活性剤の１種で、ＨＬＢ
（Ｈｙｄｒｏｐｈｉｉｅ Ｌｉｐｏｐｈｉｌｅ Ｂａｌ
ａｎｃｅ）値１７．９である。

【０１１４】また水溶性の活性シリル基含有有機高分子
には以下の物を用いた。 プレポリマー１ 環流冷却器付きの１リットル容量の４ツ口反応フラスコ
を用意し、ポリエーテルポリオールとして、重量平均分
子量が６，０００のポリエチレングリコールの５００部
（０．０８３３モル）とγ−イソシアナートプロピルト
リメトキシシランの３５部（０．１６７モル／活性ＮＣ
Ｏ当量）および触媒として０．１部のアセチルアセトン
アルミ錯体とを仕込、窒素気流中、１１０℃で５時間反
応させた後冷却し、ジブチルアミン溶液法によるＮＣＯ
基含有定量分析結果で０％を確認し、結果として、分子
量６，０００ポリエーテル主鎖の末端に加水分解活性シ
リル基が平均２ケ導入された活性シリル基含有のプレポ
リマー１を得た。該活性シリル基含有のプレポリマー１
は水溶性の溶液型樹脂であり、その５〜３０重量％含有
水希釈溶液は数時間は安定であるが燐酸などの無機酸触
媒を１重量％存在させると数分で含水ゲルを与える性質
を示す樹脂であった。

【０１１５】プレポリマー２ 環流冷却器付きの１リットル容量の４ツ口反応フラスコ
を用意し、トリオール１の５００部（０．１６３モル）
とγ−イソシアナートプロピルトリエトキシシランの１
２２．５部（０．４９０モル／活性ＮＣＯ当量）および
触媒としてジブチルチンオキサイドの０．０１部とを仕
込、窒素気流中、８０℃で２時間反応させた後冷却し、
ほぼ定量的に分子量３，０６０／ポリエーテル主鎖に加
水分解活性シリル基末端を３ケ持つ活性シリル基含有の
プレポリマー２を得た。該活性シリル基含有のプレポリ
マー２は水溶性の溶液型樹脂であり、その５〜３０重量
％含有水希釈溶液は数時間は安定であるが燐酸などの無
機酸触媒を１重量％存在させると数分で含水ゲルを与え
る性質を示す樹脂であった。

【０１１６】プレポリマー３ 前記のプレポリマー２に於いて、γ−イソシアナートプ
ロピルトリエトキシシランの仕込量を１４７部とした以
外は同様にして、ほぼ定量的に分子量３，０６０／ポリ
エーテル主鎖に加水分解活性シリル基末端３ケを持つ樹
脂前駆体９６．２％と未反応γ−イソシアナートプロピ
ルトリエトキシシラン３．８％とを含むプレポリマー液
３を得た。その末端シリル基含有水溶性有機高分子の１
種であるプレポリマー３は水溶性を示し、５〜３０重量
％水溶液は長時間安定に取り扱うことが出来た。またそ
の５〜３０重量％水溶液は燐酸や硫酸などの無機強酸溶
液を１重量％添加すると数分以内に透明な含水ゲルを生
成する性質を有していた。

【０１１７】プレポリマー４ 前記のプレポリマー１に於いて、γ−イソシアナートプ
ロピルトリメトキシシランの０．１６７モルを同モル量
のγ−イソシアナートプロピルトリアセトキシシランに
した以外は同様にして、プレポリマー４を得た。その末
端シリル基含有水溶性有機高分子の１種であるプレポリ
マー４は水溶性を示し、５〜３０重量％水溶液は長時間
安定に取り扱うことが出来た。またその５〜３０重量％
水溶液は燐酸や硫酸などの無機強酸溶液を１重量％添加
すると数分以内に透明な含水ゲルを生成する性質を有し
ていた。

【０１１８】プレポリマー５ 前記のプレポリマー１に於いて、γ−イソシアナートプ
ロピルトリメトキシシランを３１部とした以外は同様に
して、プレポリマーの一分子中平均１．８ケ活性トリメ
チルシラン基が分子末端に導入されたプレポリマー５を
得た。その末端シリル基含有水溶性有機高分子の１種で
あるプレポリマー５は水溶性を示し、５〜３０重量％水
溶液は長時間安定に取り扱うことが出来た。またその５
〜３０重量％水溶液は燐酸や硫酸などの無機強酸溶液を
１重量％添加すると１０分以内に透明な含水ゲルを生成
する性質を有していた。

【０１１９】また例中の各種試験方法は以下のとおりで
ある。

【０１２０】ゲルタイム 一定温度下で、水ガラス溶液組成物の溶液流動性が完全
になくなるまでに要した時間でり、その時間が５９秒以
内の物を［瞬結］と表示、１〜５分以内を［中結］と表
示、５〜３０分以内を［中長結］と表示、３０分以上１
時間未満のものを［長結］とした。また１時間〜１昼夜
かかる物を［超長結］と表示した。

【０１２１】ウェットゲル強度 水ガラス溶液組成物の静置ゲル化して、厚さ１５ｍｍ×
５０ｍｍ×５０ｍｍ大の板状のウェットゲル成型硬化体
を得た後、１軸圧縮強度試験器にかけて破壊に至る単位
面積当りの強度値を求め、その値をウェットゲル強度と
した。１軸圧縮試験はＪＩＳ−Ａ−１２１６に準じた方
法で実施し、測定機器としては丸東製作所のＳＧ−２０
３３Ｂ型電動式１軸圧縮試験器を用い、圧縮速度１ｍｍ
／分でおこなった。

【０１２２】ゲル化時の体積収縮率 測定に際しては、直径５０ｍｍ，１００ｍｍ高さの円柱
状のモールド中に水ガラス溶液組成物を１８０ｍｌ流し
込み、室温でゲル化させて後、２４時間内後のゲル容積
を求め、水ガラス溶液組成物の容積１８０ｍｌからゲル
容積値を引いて得られた数値を１８０ｍｌで割って１０
０をかけた値を体積収縮率とした。

【０１２３】エアロゲル１の外観、同密度、同強度 各例で得られた厚さ１５ｍｍ×５０ｍｍ×５０ｍｍ大の
板状に成型されてなるウェットゲル硬化体を用いて、例
中に記載された条件下で脱水乾燥して得られた未焼成な
シリカエアロゲル１をエアロゲル１と表し、そのシリカ
エアロゲル１の外観を肉眼で観察し、ミクロクラックや
異常な反りなどの変化の無いものを○の記号で、また顕
著なヒビ割れは無いが、１ｍｍ以内のごく僅かな反りが
ある場合を△の記号で、１ｍｍを超える反りや多数のミ
クロクラックの発生や割れが観察された場合を×の記号
で表示した。またそのシリカエアロゲル１のみかけ密度
測定結果を、各表中では単にエアロゲル１密度として表
示。また該シリカエアロゲル１の１軸圧縮強度試験結果
を、各表中では単にエアロゲル１強度として表示した。

【０１２４】エアロゲル２の外観、同密度、同強度 各例で得られた厚さ１５ｍｍ×５０ｍｍ×５０ｍｍ大の
板状に成型されてなるウェットゲル硬化体を用いて、例
中に記載された条件下で有機物を焼成除去して製造され
たシリカエアロゲル２を単にエアロゲル２と表し、その
シリカエアロゲル２の外観を肉眼で観察し、ミクロクラ
ックや異常な反りなどの変化の無いものを○の記号で、
また顕著なヒビ割れは無いが、１ｍｍ以内のごく僅かな
反りがある場合を△の記号で、１ｍｍを超える反りや多
数のミクロクラックの発生や割れが観察された場合を×
の記号で表示した。 またそのシリカエアロゲル２のみ
かけ密度測定結果を、各表中では単にエアロゲル２密度
として表示。また該シリカエアロゲル２の１軸圧縮強度
試験結果を、各表中では単にエアロゲル２強度として表
示した。

【０１２５】エアロゲルの耐水性 各例で得られた厚さ１５ｍｍ×５０ｍｍ×５０ｍｍ大の
板状ウェットゲルを室温から８００℃まで昇温する方法
で有機物を焼成除去して得られたシリカエアロゲル３を
冷却して取りだし、厚さ１５ｍｍ×２５ｍｍ×５０ｍｍ
と半分に切削した。その内の１つから試験前の圧縮強度
値を測定しその値を耐水試験前の基準値１００とする。
一方、もう一つの試料片を４０℃温水に３０日間浸漬し
て後取り出し、再び４０℃で３日間乾燥させた試料の１
軸圧縮試験を実施し、水浸漬後の外観変化ならびに強度
保持率が９０％以上確保されている場合には◎の記号
で、外観変化がほとんど無くかつ強度保持率が７０〜８
９．９％にある場合には○の記号で、強度保持率が５０
〜７９．９％の範囲にある場合には△の記号で、それ以
下の場合では×の記号で表す。

【０１２６】混和液の粘度 ３００ｍｌ容量のビーカーに２０℃に調整した試料２０
０ｍｌを採り、、ＢＬまたはＢＭ型粘度計を用いて測定
した値で表示。

【０１２７】Ｎａ₂Ｏに対する理論中和率 なお各表中に記載のNa2Oに対する理論中和率 (%)とは主
剤液Ａ液の全量とあわさった時その主剤液Ａ液中に含ま
れるＮａ₂Ｏで表されるアルカリ分に対する硬化剤Ｂ液
中の水ガラス硬化剤が１００％作用したと仮定した際の
理論中和率を意味する。

【０１２８】実施例１〜実施例５ 主剤液Ａとして比重１．４１のＪＩＳ−３号珪酸ソーダ
系水ガラスの５０〜６５ｍｌと残り水道水からなる液を
表１記載の様にそれぞれ用意し、一方硬化剤液Ｂとして
はそれぞれ水溶性有機高分子の１種であるＰＥＧ−３，
０００、ＰＥＧ−２０，０００、ポリオール１と水ガラ
ス硬化剤として純度７５％の精製燐酸、純度４０％のグ
リオキザール溶液、γ−ブチロラクトン、エチレンカー
ボネート、２酢酸エチレンのいずれかを用いて表１記載
の各硬化剤液Ｂを用意した。なお、表１の硬化剤Ｂ液に
於いて、合計容量と各成分の配合部との関係は、各実施
例の硬化剤Ｂ液の調整方法として、まず水以外の各成分
をメスシリンダー中に採取し、残り水を加えて合計容量
となる様に調整されてなる事を表す。

【０１２９】それらの主剤液Ａと硬化剤液Ｂとを２３℃
雰囲気下で表１記載の容量比率に従って２ショット方式
で混和させて成型容器中に流し込み、それぞれ水ガラス
溶液組成物番号ＧＵ１（実施例１）、水ガラス溶液組成
物番号ＧＵ２（実施例２）、水ガラス溶液組成物番号Ｇ
Ｕ３（実施例３）、水ガラス溶液組成物番号ＧＵ４（実
施例４）、水ガラス溶液組成物番号ＧＵ５（実施例５）
とその溶液を静置ゲル化させて２４時間程放置して各例
のウェットゲル成型体をそれぞれ調製した。

【０１３０】また各水ガラス溶液組成物の１滴をスライ
ドガラスに取り、カバーグラスを載せ、位相差型光学顕
微鏡で覗いて、該混和液が不均一な海島構造を有する液
であるか否かの観察を行った。その結果を表１の混和液
の観察結果の欄に記載した。またその顕微鏡観察を水ガ
ラス溶液組成物のゲル化まで観察を継続し、析出する不
透明な珪酸コロイドゲルがどの相に発生するかを観察
し、海相が濃く不透明化（ゲル化網目構造を形成相）す
る観察結果をアルカリ水ガラス含有相が海相を形成して
なるウェットゲルを与える性質の該組成物であると判断
した場合はＯ／Ｗ型の相構造を持つものとして、表１に
Ｏ／Ｗ型と表示した。

【０１３１】また各水ガラス溶液組成物の溶液粘度結果
やゲル化後２４時間経過した段階で取りだしたウェット
ゲルに関するゲル物性を表１に記載した。またウェット
ゲル物性測定用と並んでシリカエアロゲル１の物性測定
用に、ウェットゲル物性測定用と同様に、実施例１〜実
施例５の各水ガラス溶液組成物を２０±２℃の温度下で
厚さ１５ｍｍ×５０ｍｍ×５０ｍｍの板状に複数個ゲル
化させ、更に室温で３日間養生後、取りだした各ウェッ
トゲル体を以下の脱水乾燥試験と有機物の焼成除去試験
に供した。

【０１３２】実施例１〜実施例５の各ウェットゲル成型
体（厚さ１５ｍｍ×５０ｍｍ×５０ｍｍの板状型から取
りだした含水ゲル成型体）の１ケを用いて、４０℃の乾
燥器中に３〜５日間放置してなる脱水乾燥試験に供し、
その結果得られたシリカエアロゲル−１の外観、みかけ
密度、１軸圧縮強度特性をそれぞれ測定し、表１のエア
ロゲル−１の物性覧に合せて記載した。また別個に用意
した実施例１〜実施例５の各ウェットゲル成型体（厚さ
１５ｍｍ×５０ｍｍ×５０ｍｍの板状型から取りだした
含水ゲル成型体）の１〜２ケを用いて、それぞれ毎分３
℃の等速昇温可能な電気炉中で８００℃まで昇温焼成
し、引続き８００℃一定温度下で約２〜３時間焼成を継
続して後、加熱を止め室温まで放冷する、有機物の焼成
除去試験を行った。その試験後で得られたシリカエアロ
ゲル−２の外観、みかけ密度、１軸圧縮強度特性をそれ
ぞれ測定し、表１のエアロゲル−２の物性覧に合せて記
載した。

【０１３３】なお、実施例１記載の水ガラス溶液組成物
に於いて、水ガラス硬化剤を除きアルカリ水ガラスと水
溶性有機高分子の含有濃度を同一とした、アルカリ水ガ
ラス−水溶性有機高分子−水の３成分系からなるの組成
物を別個に調製した。その組成物は実施例１とほぼ同一
の海島構造を持つものであった。そしてまたその組成物
の２００分を試験管に取り、毎分５０００回転の遠心分
離器で１時間強制的に２層分離させて各上層と下層に分
離採取して、その占有体積を計測した結果、上層が３５
容量％、下層が６５容量％と判明した。またその上層ま
たは下層の１ｇを秤量採取してＪＩＳ−Ｋ−１４０８
（１９６６年）に準じてメチルオレンジ指示薬の存在下
に、およそ０．１モル／リットルの既知濃度の塩酸溶液
で中和滴定して試料中のアルカリ量（Ｎａ₂Ｏ）濃度を
求めた結果、上層液中のアルカリ水ガラス濃度が６．５
％、下層液中のアルカリ水ガラス濃度が２１％程度と計
算された。すなわち系中の全アルカリ水ガラスを１００
とするとその３３％が上層に、またその６７％が下層に
分配されていると判明した。また各層のアルカリ分析結
果と採取した各層分配平衡の結果および光学顕微鏡観察
によるミクロ相構造観察等を総合判断し、実施例１の水
ガラス溶液組成物は何等疑問を呈することなくＯ／Ｗ型
の複相溶液であった。

【０１３４】また更に、実施例１の水ガラス溶液組成物
（Ｂ型粘度計測定値で２０ｍｐａ・ｓｅｃ）で使用した
水ガラス硬化剤を１００として時、その２５モル％相当
量を配合した以外は全く同様にした作成された水ガラス
溶液組成物（数時間はゲルしない系）を用意し、その組
成物を毎分５０００回転の遠心分離器で１時間強制的に
２層分離させた結果、上層（島相）が前記同様３５容量
％、下層（海相）が６５容量％と判明し、その分配比率
は前記実施例１で示した基本３成分系からなる組成物、
すなわちアルカリ水ガラス−水溶性有機高分子−水の３
成分系の結果となんら大差が無いことが判明した。

【０１３５】また実施例１組成物の混合後３０秒前後の
位相差光学顕微鏡観察写真を用いた海島の画像解析で海
相の占有面積が６６〜６８％、島相の占有面積が３４〜
３２％と判明した。以上の総合結果から、実施例１の水
ガラス溶液組成物は連続相（海相）が調製時におよそ約
６７容量％を占めかつその海相はアルカリ水ガラスを６
７％以上分配されてなる液相から成っていることが判明
した。また実施例１のウェットゲルの小片を一部採取
し、光学顕微鏡またはマイクロスコープの５０〜１００
０倍に拡大した硬化体のゲル断面観察結果は、蜂の巣構
造の複相構造からなっていることが観察された。また画
像解析値よりおおよそ島相部分が約７７容量％、連続相
部分が約２３容量％を占める有機無機複合複相ゲルと判
明した。

【０１３６】また実施例１（ガラス溶液組成物番号ＧＵ
１）の脱水乾燥試験後のシリカエアロゲル１の小片を、
走査型電子顕微鏡で１００倍から５０，０００倍の任意
に拡大して観察した結果、珪酸質コロイド凝結相が蜂の
巣様の連続相を成し、主に１０〜１００ミクロンサイ
ズ、平均３８ミクロンの角に丸みを持つ１２面体〜１６
面体からなる独立した気泡を数多く内包構造が観察され
た。また同画像観察結果からは、連続した無機質固結相
の気泡面と接する界面近傍の構造を見ると、およそ２〜
５ｎｍの範囲にある超微粒子珪酸質コロイド粒子が高密
度に凝結した硬化体構造から成っていた。またその固結
層中心部にあるコロイド粒子はやや大きい２０〜３０ｎ
ｍサイズの珪酸質コロイド粒子が高密度に強凝結してな
る硬化構造とそれぞれ判明した。

【０１３７】すなわち３次元的に連続かつ蜂の巣様に広
がってなる硬化層の芯層部が主に２０〜３０ｎｍ大の無
機コロイド粒子凝集構造、独立気泡境界面部へ向かって
その硬化層の構造は、無機コロイド粒子サイズが２〜５
ｎｍへと微小化し、かつより一層高密度と成っているシ
リカエアロゲル１であった。

【０１３８】実施例１の有機物の焼成除去試験後のシリ
カエアロゲル２の小片についても前記同様走査型電子顕
微鏡で１００倍から５０，０００倍の任意に拡大して観
察した結果、平均３５ミクロンサイズの独立気泡が内蔵
されてなる空隙気泡占有体積率がおよそ７７％を占める
シリカエアロゲル２であると判明した。またその連続相
の破断面の形状がまるで蜂の巣状のシリカエアロゲル２
であり、独立気泡膜を内包する硬化膜の肉厚は細い所で
０．７ミクロン厚い所で６ミクロン、平均すると４ミク
ロンであった。シリカエアロゲル２の断熱性能は電冷用
途に使用されている硬質ウレタンフォームと比較し遜色
の無い（ほぼ同等）高断熱特性を示す高強度軽量シリカ
エアロゲル成型体であった。

【０１３９】また実施例１で示される水ガラス溶液組成
物（ＧＵ１組成物）のゲル化挙動は、調製直後の相構造
を全くそのまま保持してなるウェットゲル体を与えるの
では無く、アルカリ水ガラスの硬化が進行するに伴いそ
の相構造は次の様に変化した。調製直後に連続相が約６
７容量％、島相が約３３容量％であったものが、硬化完
了段階ではほぼその比率が連続相２２容量％、島相７８
容量％と大きく変化減少した。（光学顕微鏡観察を配合
時からゲル化までの過程を継続観察しても同様な結果に
至った。）

【０１４０】また実施例２〜実施例６の水ガラス溶液組
成物に於いても、前記実施例１のケースと同様に、調製
直後の海／島の体積占有比と硬化体となってからの海／
島の体積構成比率の変化挙動現象は減少し、そのいずれ
のゲルもみかけ蜂の巣様の構造を持つウェットゲルなら
びにシリカエアロゲル１またはシリカエアロゲル２が生
成した。

【０１４１】次に、実施例２記載の水ガラス溶液組成物
では調製直後の液滴を採取して位相差型光学顕微鏡によ
る観察画像を解析すると、おおよそ海相が８３容量％、
島相が１７容量％から成るＯ／Ｗ型の溶液であり、生成
したウェットゲルでは５〜２０ミクロンサイズの液滴島
相を内包する海相の占有容積率で２０％前後、島相の占
有容積率で約８０％のＯ／Ｗ型含水ゲルであった。また
その有機物を焼成除去してなるシリカエアロゲル２は無
機質硬化相の占有面積で２０％前後、独立気泡の占有面
積で約８０％と、前記ウェットゲル体とほぼ同じ値が得
られ、高強度かつ軽量なシリカエアロゲル成型体であっ
た。

【０１４２】実施例３記載の水ガラス溶液組成物を別個
に調製して、直ちに位相差型光学顕微鏡を用いた画像写
真解析による海相分配容積率で６８％、島相容積分配率
３２％と判明。またその２００容量部を用いて毎分３
０，０００回転の遠心分離器で１〜２分間強制的に２層
分離させた上層および下層の５〜１０ｇをそれぞれ秤量
採取してＪＩＳ−Ｋ−１４０８（１９６６年）に準じて
濃塩酸１０〜２０ｍｌを加えて蒸発乾固させ、析出した
固体を純水で洗浄ロ過乾燥してＳｉＯ₂分として定量し
た。ＳｉＯ₂濃度からそれぞれ上層液中のアルカリ水ガ
ラス含有濃度が約５％、下層液中のアルカリ水ガラス含
有濃度が約１７％と計算された。すなわち位相差型光学
顕微鏡画像解析結果およびアルカリ水ガラス濃度分配分
析結果から、該系中の全アルカリ水ガラスを１００とす
るとその１２％弱が上層に、またその８８％強が下層に
分配されていた事から、アルカリ水ガラスの海相への分
配率は８８％と判明。

【０１４３】また生成したウェットゲルを用いた脱水乾
燥試験後のシリカエアロゲル１は、みかけ蜂の巣状の無
機質硬化相を持つシリカエアロゲル１であり、光学顕微
鏡によるゲル化後の画像写真から解析した値で無機質硬
化連続相占有面積が１７〜１９容量％を占め、かつ気泡
サイズとしておよそ１０〜１５０μｍの範囲、平均する
と４０μｍサイズの独立気泡を数多く内蔵する高強度軽
量シリカエアロゲル成型体であった。また無機硬化膜の
厚みはおよそ０．５〜５μｍの範囲、平均膜厚値では約
２．８μｍな特性を持つ高強度軽量シリカエアロゲル成
型体であった。なお、実施例３のウェットゲルはＯ／Ｗ
型のゲルであり、海相がおよそ２２容積％、島相がおよ
そ７８容積％を占めるものとなっていた。

【０１４４】実施例４記載の水ガラス溶液組成物を別個
に調製して、直ちに位相差型光学顕微鏡を用いた画像写
真解析または遠心分離による分配容量比測定から海相分
配率８０容量％、島相分配率２０容量％なＯ／Ｗ型溶液
組成物であると判明。またその２００容量部を用いて毎
分３０，０００回転の遠心分離器で１〜２分間強制的に
２層分離させ、その上層または下層の５〜１０ｇを秤量
採取してＪＩＳ−Ｋ−１４０８（１９６６年）に準じて
濃塩酸１０〜１５ｍｌを加えて加熱蒸発乾固させ、析出
した固体を純水で洗浄ロ過してＳｉＯ₂分として定量し
た。ＳｉＯ₂濃度から、概略それぞれ上層液中のアルカ
リ水ガラス含有濃度で約６．４％、下層液中のアルカリ
水ガラス濃度が約１６．５％と判明した。すなわち系中
の全アルカリ水ガラスを１００とするとその１０％弱が
上層（島相）に、またその９０％強が下層（連続相・海
相）に分配されていた。

【０１４５】実施例４の水ガラス溶液組成物の硬化養生
５日後のウェットゲルの約５ｍｍ大に破壊した小片を純
水で洗浄し更に４０℃雰囲気下で乾燥したシリカエアロ
ゲルの小片試料を用いて、走査型電子顕微鏡の１００倍
または５０，０００倍で観察した結果、珪酸質連続相が
平均７０μｍで比較的揃った独立気泡の存在が見られ、
その独立気泡体の形状は角が丸みを持った１２〜１８面
体様であった。連続相は蜂の巣状のマトリックス構造を
持つシリカエアロゲル１であった。またその脱水乾燥試
験後のシリカエアロゲル１のモルフォロジーは、およそ
１．５〜８ｎｍの範囲にある超微粒子珪酸質コロイド粒
子が細密充填されて成る蜂の巣様構造の高強度軽量シリ
カエアロゲル硬化体と判明した。かつまたその断面膜中
心層部の珪酸質コロイド粒子はやや大きい１０〜３０ｎ
ｍサイズの該コロイド粒子が密接に強凝集した網目構造
が観察された。なお実施例４で使用した水溶性有機単量
硬化剤（水ガラス硬化剤）の１種であるエチレンカーボ
ネートは、一般にアルカリ水中で適宜加水分解し、アル
カリ水ガラスを硬化可能なＣＯ₂（炭酸）を徐々に系中
に放出する物質として公知で、従って実施例４（水ガラ
ス溶液組成物番号ＧＵ−４）の組成物では実質炭酸ガス
によってアルカリ水ガラスが硬化している系であるとみ
なす事が出来る。

【０１４６】なお実施例４のシリカエアロゲル１の同走
査型電子顕微鏡の１００倍の観測画像写真では乾燥ゲル
の破断面形状はまるで蜂の巣状であると記載したが、よ
り詳しくは、ひとつひとつの独立気泡が角に丸みを持っ
た１２面体〜１８面体の球状多面体または楕円状の多面
体形状を持つ物であった。該シリカエアロゲル１の連続
相形成相の肉厚は細い所で０．７μｍ厚い所で５μｍ、
平均すると３μｍであり、断面Ｙ字状部の構造観察で
は、その所々に周辺のコア（島）サイズと明らかに違っ
た０．１〜５ミクロン程度の更に微小な独立気泡体を内
臓するミクロ相構造が観察された。

【０１４７】なお、実施例４記載のＯ／Ｗ型の水ガラス
溶液組成物では、海相が約８０容量％一方島相が約２０
％の溶液組成物であったものが、ゲル化後の段階ではほ
ぼその比率が逆転し連続硬化相占有率が約１８容量％、
島相（液滴相）が約８２容量％を示すウェットゲルが生
成した。

【０１４８】実施例５記載の水ガラス溶液組成物を別個
に調製して、直ちに位相差型光学顕微鏡を用いた画像写
真解析の結果は、実施例４と同様、島相分配率１８〜２
３容量％、海相分配率７７〜８２容量％であった。この
結果から、水ガラス硬化剤種を変更してもその溶液調整
時の海島分配比率に大差が無いことが判明した。またそ
の２００容量部を用いて毎分３０，０００回転の遠心分
離器で１〜２分間強制的に２層分離させ、その上層また
は下層の５〜１０ｇを秤量採取してＪＩＳ−Ｋ−１４０
８（１９６６年）に準じて濃塩酸１０〜１５ｍｌを加え
て加熱蒸発乾固させ、析出した固体を純水で洗浄ロ過し
てＳｉＯ₂分として定量した。ＳｉＯ₂濃度からそれぞれ
上層液中のアルカリ水ガラス含有濃度で約６．４％、下
層液中のアルカリ水ガラス濃度が約１６．５％と計算さ
れた。すなわち系中の全アルカリ水ガラスを１００とす
るとその１０％弱が上層（島相）に、またその９０％強
が下層（連続相・海相）に分配されていた。またそのウ
ェットゲル硬化体は蜂の巣状のミクロ構造を持つ事が判
明。また同様にその乾燥試験または焼結試験を経て誘導
されたシリカエアロゲルもウェットゲルと同様のミクロ
な蜂の巣様の構造を持ち、平均７０ミクロンで比較的揃
った独立気泡を多数内蔵する軽量なシリカエアロゲルで
あった。

【０１４９】

【表１】

【０１５０】実施例６〜実施例１０ 主剤液Ａとして比重１．６のＪＩＳ−２号珪酸ソーダ系
水ガラスの５０ｍｌまたは比重１．４１のＪＩＳ−３号
珪酸ソーダ系水ガラスの５０ｍｌまたは比重１．２７の
ＪＩＳ−４号珪酸ソーダ系水ガラスの５０ｍｌと残り水
道水からなる液を表２記載の様にそれぞれ用意し、一方
硬化剤液Ｂとしてはそれぞれ表２記載の水溶性有機高分
子およびアルカリ水中で徐放性の酸成分を遊離放出する
水溶性有機単量硬化剤を用いて表２記載の各硬化剤液Ｂ
を用意した。なお、表２の硬化剤Ｂ液に於いて、合計容
量と各成分の配合部との関係は、各実施例の硬化剤Ｂ液
の調整方法として、まず水以外の各成分をメスシリンダ
ー中に採取し、残り水を加えて合計容量となる様に調整
されてなる事を表す。それらの主剤液Ａと硬化剤液Ｂと
をそれぞれ１８℃前後の液温調製後に、表２記載の容量
比率に従って水ガラス溶液組成物番号ＧＵ６（実施例
６）、水ガラス溶液組成物番号ＧＵ７（実施例７）、水
ガラス溶液組成物番号ＧＵ８（実施例８）、水ガラス溶
液組成物番号ＧＵ９（実施例９）、水ガラス溶液組成物
番号ＧＵ１０（実施例１０）を調製した。

【０１５１】混合は３０秒間すばやく行ってのち、その
１滴をスライドガラスに取りカバーグラスを載せ位相差
型光学顕微鏡で覗いて該混和液が不均一な海島構造を有
する液であるか否かの観察を行った。その結果を表２の
混和液の観察結果の欄に記載した。またその顕微鏡観察
をグラウト剤組成物のゲル化まで観察を継続し、析出す
る不透明な珪酸コロイドゲルがどの相に発生するかを観
察し、海相が濃く不透明化（ゲル化網目構造を形成相）
する観察結果をアルカリ水ガラス含有相が海相を形成し
て有機無機複合複相ゲルを与える性質の薬液組成物であ
ると判断し、表中ではＯ／Ｗ型のグラウト剤組成物であ
るとした。各水ガラス溶液組成物の溶液物性とシリカエ
アロゲル物性を合せて表２に記載した。なお、表２中記
載の島：海分配比率とは各水ガラス溶液組成物の混和時
点からおおよそ３０秒前後の液滴を採取し、すばやく位
相差型光学顕微鏡観察しその画像を採取解析算出して海
相と島相の容積比率を求めた結果を表す。なお、各シリ
カエアロゲル物性測定用に、実施例６〜実施例１０の各
水ガラス溶液組成物を１液化しすばやく離型可能な容器
中に流し込み、１８℃の温度下で静置ゲル化させて、厚
さ１５ｍｍ×５０ｍｍ×５０ｍｍの板状に複数個ゲル化
・成型した。更に室温で３日間養生後、取りだした各ウ
ェットゲル体を以下の乾燥試験と焼結試験に供した。

【０１５２】実施例６〜実施例１０の各ウェットゲル成
型体（厚さ１５ｍｍ×５０ｍｍ×５０ｍｍの板状型から
取りだした含水ゲル成型体）の１ケを用いて、８０℃の
乾燥器中に２４時間入れて脱水乾燥乾燥試験に供した。
その結果得られたシリカエアロゲル１の外観、みかけ密
度、１軸圧縮強度特性をそれぞれ測定し、表２のシリカ
エアロゲル−１の物性覧に合せて記載した。また別個に
用意した実施例６〜実施例１０の各ウェットゲル成型体
（厚さ１５ｍｍ×５０ｍｍ×５０ｍｍの板状型から取り
だした含水ゲル成型体）の１〜２ケを用いて、それぞれ
４０℃で３日間脱水乾燥した後、毎分１℃の等速昇温可
能な電気炉中で窒素雰囲気下で８００℃まで昇温焼成し
た後加熱を止め室温まで放冷する有機物の焼成除去試験
を行った。その焼成試験で得られたシリカエアロゲル−
２の外観、みかけ密度、１軸圧縮強度特性をそれぞれ測
定し、表２のシリカエアロゲル−２の物性覧に合せて記
載した。

【０１５３】前記の実施例１〜実施例１０の水ガラス溶
液組成物は瞬結型から長結型の特徴を持ち、１次的に誘
導されるウェットゲルを乾燥／または焼成すると驚愕的
なシリカエアロゲルが製造出来る事が明らかである。な
お実施例８で使用した水溶性有機単量硬化剤（水ガラス
硬化剤）の１種であるプロピレンカーボネートは、一般
にアルカリ水中で適宜加水分解し、アルカリ水ガラスを
硬化可能なＣＯ₂（炭酸）を徐々に系中に放出する物質
として公知で、従って実施例８（水ガラス溶液組成物番
号：ＧＵ−８）の組成物では実質炭酸ガスによってアル
カリ水ガラスが硬化している系であるとみなす事が出来
る。

【０１５４】

【表２】

【０１５５】実施例１１ 表１、実施例３の水ガラス溶液組成物に於いて、γ−ブ
チロラクトンの１２．６部（主剤液Ａ中の全Ｎａ₂Ｏに
対する仕込モル比で１４０モル％に相当する、またはＮ
ａ₂Ｏに対する理論中和率では７０％相当量）に替え
て、プロピレンカーボネートの７．５部（主剤液Ａ中の
全Ｎａ₂Ｏに対する仕込モル比で７０モル％に相当す
る、またはＮａ₂Ｏに対する理論中和率では７０％相当
量）とした以外は全く実施例３と同様にして得た水ガラ
ス溶液組成物番号ＧＵ−１１は、ＧＵ−３と同様１０〜
１２ｍｐａ・ｓｅｃと低粘度、その混和液の相構造がＯ
／Ｗ型、室温下で測定したゲルタイムで約１〜１．５分
と中結型の溶液組成物であった。なお、その１日養生し
てなるウェットゲルの１軸圧縮強度特性は６．３ｋｇｆ
／ｃｍ²と超高強度特性を示した。また該ウェットゲル
を５０℃で２日乾燥して得たシリカエアロゲル１は光学
顕微鏡観察で独立気泡サイズが３５〜１５０ミクロン、
平均７５ミクロンであり、ミクロな蜂の巣様の連続硬化
相をもち、みかけ密度が０．３３ｇ／ｃｍ³、１軸圧縮
強度は約１０ｋｇｆ／ｃｍ²を示し高強度な軽量多孔質
固結体であった。また該シリカエアロゲル１の走査型電
子顕微鏡観察では、シリカ質硬化膜が実施例３で得たシ
リカエアロゲル１の膜厚より０．１５〜０．２μｍ程厚
くなっていた。また更に、該ウェットゲルを室温から８
００℃まで昇温し８００℃で５時間焼結させて得たシリ
カエアロゲル２の１軸圧縮強度は１８．５ｋｇｆ／ｃｍ
²を示し、外観は○、みかけ密度が０．１５ｇ／ｃｍ³と
軽量かつ高強度な多孔質固結体であった。

【０１５６】実施例１２ 表１、実施例３の水ガラス溶液組成物に於いて、γ−ブ
チロラクトンの１２．６部（主剤液Ａ中の全Ｎａ₂Ｏに
対する仕込モル比で１４０モル％に相当する、またはＮ
ａ₂Ｏに対する理論中和率では７０％相当量）に替え
て、エチレンカーボネートの６．５部（（主剤液Ａ中の
全Ｎａ₂Ｏに対する仕込モル比で７０モル％に相当す
る、またはＮａ₂Ｏに対する理論中和率では７０％相当
量）とし、更にＰＥＧ−２０，０００の１０部の内、そ
の半量の５部を両末端に活性なトリアルコキシシリル基
末端を有するプレポリマー１で代替した以外は全く実施
例３と同様にして得た水ガラス溶液組成物は、実施例３
と同様１０〜１１ｍｐａ・ｓｅｃと低粘度、その混和液
の相構造がＯ／Ｗ型、室温下で測定したゲルタイムで約
１．５〜２分を示し中結型の溶液組成物であった。な
お、その１日養生してなるウェットゲルの１軸圧縮強度
特性は８．５ｋｇｆ／ｃｍ²と超高強度を持つものであ
った。また該ウェットゲルを５０℃で２日乾燥して得た
シリカエアロゲル１は光学顕微鏡観察で独立気泡サイズ
が平均６５ミクロンであり、ミクロな蜂の巣様の連続硬
化相をもち、みかけ密度が０．３２ｇ／ｃｍ²、１軸圧
縮強度は約１３ｋｇｆ／ｃｍ²を示し高強度な軽量多孔
質固結体であった。また更に、該ウェットゲルを室温か
ら８００℃まで昇温し８００℃で５時間焼結させて得た
シリカエアロゲル２の１軸圧縮強度は約２０ｋｇｆ／ｃ
ｍ²を示し、外観は○、みかけ密度が０．１５ｇ／ｃｍ³
と軽量かつ高強度な多孔質固結体であった。

【０１５７】実施例１３ 表１、実施例５の水ガラス溶液組成物に於いて、硬化剤
液Ｂ中に配合された７５％精製燐酸の２．７５部に替え
て、７５％濃度の硫酸２．８部とした以外は全く実施例
５と同様にした得た水ガラス溶液組成物は粘度２０ｍｐ
ａ・ｓｅｃ未満と低粘度中結型ゲル特性を示した。そし
てそのウェットゲル強度は６ｋｇｆ／ｃｍ²のものが得
られ、実施例５のＧＵ−５ウェットゲル物性と大差無
く、ほとんど一緒であった。また該ウェットゲルを５０
℃で２日乾燥して得たシリカエアロゲル１はミクロな蜂
の巣様の連続無機質硬化相をもち、みかけ密度が０．２
９ｇ／ｃｍ³、１軸圧縮強度は約１２ｋｇｆ／ｃｍ²を示
し高強度な軽量多孔質固結体であった。

【０１５８】実施例１４ 表１の実施例５で７５％精製燐酸に替えてその２倍モル
当量に相当する量の酢酸を用いた以外は全く同様にした
得た水ガラス溶液組成物から誘導されたウェットゲルを
５０℃で２日乾燥して得たシリカエアロゲル１はミクロ
な蜂の巣様の連続硬化相をもち、みかけ密度が０．３０
ｇ／ｃｍ³、１軸圧縮強度は約１２ｋｇｆ／ｃｍ²を示し
高強度な軽量多孔質固結体であり、実施例５で得たシリ
カエアロゲル１と大差無いことが判明した。

【０１５９】実施例１５ 表１の実施例５で７５％精製燐酸に替えてその２倍モル
当量に相当する量の重炭酸ナトリウムと重炭酸カリウム
の重量比１：１の混合してなる重炭酸塩を用いた以外は
全く同様にした得たシリカエアロゲル１は実施例５で得
たシリカエアロゲル１と何等ゲル強度、密度、耐水性な
どの特性はほとんど一緒で変らなかった。

【０１６０】実施例１６ 表１の実施例５で７５％精製燐酸に替えて２倍モル当量
に相当する量の硫酸水素ナトリウムと硫酸水素カリウム
の重量比１：１の混合してなる重硫酸塩を用いた以外は
全く同様にした得たシリカエアロゲル１は実施例５で得
たシリカエアロゲル１と何等ゲル強度、密度、耐水性な
どの特性はほとんど一緒で変らなかった。

【０１６１】実施例１７ 表１の実施例５で７５％精製燐酸に替えて２倍モル当量
に相当する量の１Ｎ−塩酸溶液を用いた以外は全く同様
にした得た水ガラス溶液組成物はゲルタイムが２分５５
秒とやや早くなった以外は実施例５と何等溶液物性、ウ
ェットゲル強度特性、シリカエアロゲル１の強度、密
度、耐水性などの特性はほとんど一緒で変らなかった。

【０１６２】実施例１８ 表２の実施例６の水ガラス溶液組成物に於いて、使用し
たトリオール３の１５部の替りに、トリオール１の１５
部とした以外は全く実施例６と同様にして得た水ガラス
溶液組成物は、実施例６とほぼ同様に、その溶液粘度と
して２０ｍｐａ・ｓｅｃに満たない低粘度なＯ／Ｗ型の
複相溶液であり、ゲルタイムが２分１０秒、ウェットゲ
ルの１軸圧縮強度が１３．８ｋｇｆ／ｃｍ²を与える組
成物であった。得られたウェットゲルを、４０℃で８時
間、１２０℃で８時間の２段階で脱水乾燥させて得たシ
リカエアロゲル１はみかけ密度が０．４４ｇ／ｃｍ³、
圧縮強度が１６．５ｋｇ／ｃｍ²と高強度な軽量多孔質
固結体であった。また該シリカエアロゲル１の元素分析
マップ解析からは、実施例１８の水ガラス溶液組成物に
於いてアルカリ水ガラスの分配率として概略８８％以上
が海相に分配されてなる溶液組成物であると判明。実施
例１８のウェットゲルならびにシリカエアロゲルの諸性
質は実施例６で得られたウェットゲルならびとシリカエ
アロゲル１とほぼ同様な高強度軽量シリカエアロゲル成
型体が製造される事が判明した。

【０１６３】実施例１９ 表２の実施例７の水ガラス溶液組成物に於いて、使用し
たＰＥＯの３部の替りに、ＨＥＣの２部とした以外は全
く実施例７と同様にして得た水ガラス溶液組成物は、実
施例７とほぼ同様の、溶液粘度として３０ｍｐａ・ｓｅ
ｃに満たない低粘度の粘性挙動を示し、ゲルタイムが５
分４０秒、ウェットゲル強度が１．８ｋｇｆ／ｃｍ²、
Ｏ／Ｗ型の複相構造を持った水ガラス溶液組成物である
事が判明し、そのウェットゲル物性がほとんど実施例７
で得たウェットゲル物性と同一であった。また実施例７
と同一条件下で製造されたシリカエアロゲル１の強度、
密度、耐水性などの特性も実施例７で得たシリカエアロ
ゲル１とほとんど一緒であった。

【０１６４】比較例１〜比較例５ 表３記載の様に主剤液Ａと硬化剤液Ｂの２液をそれぞれ
用意し、その主剤液Ａと硬化剤液Ｂとを表３記載の配合
容量比率で混和して比較水ガラス溶液組成物Ｅ−１（比
較例１）、比較水ガラス溶液組成物Ｅ−２（比較例
２）、比較水ガラス溶液組成物Ｅ−３（比較例３）、比
較水ガラス溶液組成物Ｅ−４（比較例３）、比較水ガラ
ス溶液組成物Ｅ−５（比較例５）をそれぞれ調整した。
なお、表３の硬化剤Ｂ液に於いて、合計容量と各成分の
配合部との関係は、各硬化剤Ｂ液の調整方法として、ま
ず水以外の各成分をメスシリンダー中に採取し、残り水
を加えて合計容量となる様に調整されてなる事を表す。
各比較例１〜５の水ガラス溶液組成物を用いて溶液特性
試験に供し、その結果を表３の合せて記載した。比較例
１〜５の水ガラス溶液組成物を用いたシリカエアロゲル
製造可否適性試験を以下の様にして行い、その適性結果
を表３に合せて示した。

【０１６５】シリカエアロゲル製造可否適性試験 高さ１５ｍｍ×５０ｍｍ×５０ｍｍ成型容器中で型一杯
に直前に１液化して成る該溶液組成物をそれぞれすばや
く流し込み、静置ゲル化させた。その後、２日間養生さ
せて得られた脱型可能なウェットゲル成型体についての
み、引続いて脱型ウェットゲル成型体を５０℃乾燥器中
に３日間入れてシリカエアロゲル１の製造試験を試み
た。なお、乾燥中に多数の崩壊に通じるクラックの発
生、または激しい日割れを伴う微細化などで代表される
いわゆる乾燥崩壊現象が著しく観察された場合にはシリ
カエアロゲル１の製造が不可と判定、また極く僅かなミ
クロクラックの発生はあるが全体の形状をそのまま保っ
ているシリカエアロゲル体が得られた場合を製造可と判
定し、表３中に記載した。

【０１６６】比較例１と比較例２は本発明記載の水ガラ
ス溶液組成物と同様にアルカリ水ガラスと水ガラス硬化
剤と水溶性有機高分子と水とからなる組成物であるが、
その系が均一な混和液を呈し、ゲル化に至るまで光学顕
微鏡観察レベルで認識可能な不均一溶液を形成せずにゲ
ル化した。位相差透過型光学顕微鏡観察でも珪酸質コロ
イドゲルは全体に均一に生成している像がそれぞれ観察
された。したがって比較例１〜２の水ガラス溶液組成物
は低強度なウェットゲルしか生成せず、体積収縮率も実
施例２や実施例１０の物と比較して大きく、成型時の寸
法安定性に欠ける課題がある事が判明。またシリカエア
ロゲル製造可否適性試験により、激しい乾燥崩壊が観察
された事からシリカエアロゲル製造は不可であることが
判明した。

【０１６７】また比較例３と比較例４は本発明記載の水
ガラス溶液組成物と同様にアルカリ水ガラスと水ガラス
硬化剤と水溶性有機高分子と水とからなる組成物である
が、その系が不均一なＷ／Ｏ型の混和液を呈し、アルカ
リ水ガラスを主成分として多く含む液滴相が調製直後か
ら安定な島相を形成した状態のままゲル化に至る事か
ら、系がみかけ白く白濁増粘固化した様に硬化反応が更
に進行しても該系はペースト状になるだけであり、脱型
が不可であった。位相差透過型光学顕微鏡観察でも珪酸
質コロイドゲルは、みかけ２００〜４００ミクロンサイ
ズの固体凝結島相として析出する挙動が観察された。従
ってそれ以降のウェットゲル物性試験やシリカエアロゲ
ル製造適性試験は行えなかった。すなわち、比較例３と
比較例４に示される様に、アルカリ水ガラスと水ガラス
硬化剤と水溶性有機高分子と水とを含有してなるＷ／Ｏ
型の水ガラス溶液組成物では、本発明が目的とする高強
度かつ耐水性や断熱性に富む多孔質無機成型体を製造出
来なかった。

【０１６８】また比較例５はアルカリ水ガラスと水ガラ
ス硬化剤と水とからなる水ガラス溶液組成物であるが、
水溶性有機高分子が当然含まれない事から混和時からゲ
ル化に至る系でほぼその液は調整時均一溶液であった。
比較例５の水ガラス溶液組成物から誘導されたウェット
ゲル強度は０．７ｋｇｆ／ｃｍ²に満たない低強度な含
水ゲルであり、シリカエアロゲル製造適性試験に供した
結果、表３に示めした様に、製造適性不可と判明。尚該
シリカエアロゲル製造適性試験では割れに通じる崩壊が
多数観察され、成型形状を保持した軽量なシリカエアロ
ゲル１を得ることができなかった。

【０１６９】また更に、比較例５の室温下密閉して５日
養生後のウェットゲルを液体窒素で冷凍乾燥し、その１
ｍｍ大の粉末小片を採取し、走査型電子顕微鏡の３０，
０００倍でシリカエアロゲルのモルフォロジーを観察し
た結果、およそ２０〜３０ｎｍの珪酸質コロイドが粗密
な状態に２次凝集してなる解析像を得た。従って比較例
５の含水してなるウェットゲル体のノナメーターサイズ
のミクロ構造はおよそ２０〜３０ｎｍの珪酸質コロイド
粒子が粗密状態に凝集結合してなる含水珪酸コロイド質
ゲルと判明した。

【０１７０】

【表３】

【０１７１】実施例２０ ３号水ガラスの１００ｍｌと水道水の１００ｍｌとから
なる主剤液を４５℃に加温し用意し、一方硬化剤液とし
て、水溶性有機高分子の１種としてＯＨ価から算出され
た分子量で約９，０００のポリエチレングリコールの両
末端ヒドロキシル基に対して化学的理論量のエピクロル
ヒドリンを作用させて後、脱塩酸・精製してなる分子量
で約９，１４０のポリエチレングリコールジグリシジル
エーテル（別名；ＰＥＧのジエポキサイド変性物）の２
２部と、４０％グリオキザールの４９．５ｍｌ（アルカ
リ水ガラスのＮａ₂Ｏに対するモル当量比率で２１０
％）と水の１２８ｍｌとからなる４５℃に加温調整して
なる溶液を用意した。その主剤液と硬化剤液を２ショッ
ト方式で容量比率が１：１で混和吐出して成る水ガラス
溶液組成物ＧＵ−２０を調整した。

【０１７２】なお、事前に３号水ガラスの１００ｍｌと
分子量が約９，１４０のポリエチレングリコールジグリ
シジルエーテルの２２部と水の２８８部とからなる３成
分で構成された溶液でアルカリ水ガラスの分配平衡と相
構造の関係を調査した。その結果該３成分系水ガラス溶
液組成物は不均一かつ安定な海島複相溶液を呈し、海相
の容積分配率が６６％、島相の容積分配率が３４％と判
明。また遠心分離した上または下層を採取し成分分析を
試みた結果から、海相を形成する液はアルカリ水ガラス
含有濃度が１６．８〜１７％、水として８２〜８２．５
％、残り０．５〜０．７％がポリエチレングリコールジ
グリシジルエーテルから成っている事が判明。また島相
を形成する液はアルカリ水ガラス濃度が約４．８〜５％
の範囲、水が８２〜８１．５％、残り１６．５〜１６．
７％がポリエチレングリコールジグリシジルエーテルの
組成物である事が判明した。

【０１７３】したがって該３成分系からなる水ガラス溶
液組成物では、海相に分配されるアルカリ水ガラスの割
合は８７〜８９％であると求められた。また同様に、島
相に分配されるポリエチレングリコールジグリシジルエ
ーテルの割合は９６〜９７％であると求められる。また
なおＧＵ−２９の水ガラス溶液組成物を混和配合時の温
度として２℃の極低温とし、ゲルタイムを大幅に遅延さ
せて強制的に毎分数万回転下で５分間かけて遠心分離し
た結果、上層と下層の容量比は上層：下層で約３１：６
９であり、前記３成分系での分配容量比率（上層：下層
で３４：６６の結果）とほぼ同じであった。また分離採
取した下層サンプル中のシリカ分分析値を基に算出され
たアルカリ水ガラス含有濃度も１７％と求められ、結果
として該４成分系からなる水ガラス溶液組成物ＧＵ−２
０では海相に分配されるアルカリ水ガラスの割合は８７
〜８９％であると知れ、前記３成分の場合の分配率とほ
ぼ一緒であった。

【０１７４】水ガラス溶液組成物ＧＵ−２０の４５℃時
のゲルタイムは３分以内と早く、該温度下では中結型特
性を示した。また一方２５℃時のゲルタイムは１２〜１
５分と長く、室温下では中長結型特性を持つ事が判明。
また４５℃でゲル化誘導されたウェットゲルはみかけ蜂
の巣状の珪酸コロイド高分子凝集層を連続層とし、容積
比率で１７〜１８％を占め、その４５℃／１日養生後の
ウェットゲルの１軸圧縮強度が１４．５Ｋｇｆ／ｃｍ²
と超高強度特性を持つものが製造された。また該養生後
の体積収縮率は２％以下と低かった。該特性を持つＧＵ
−２０のウェットゲル成型体を更に５０℃乾燥器に２日
間入れて製造されたシリカエアロゲル１は外観が○であ
り、みかけ密度０．２２ｇ／ｃｍ³、１軸圧縮強度が１
９ｋｇ／ｃｍ²と判明し、軽量かつ超高強度なシリカエ
アロゲル１が製造された事が判明した。

【０１７５】また更には、該特性を持つＧＵ−２０のウ
ェットゲル成型体を更に室温から８００℃まで３℃／毎
分等速昇温下に空気中で焼成する有機物の燥成除去試験
に供した結果、外観は△であったが、およそみかけ密度
が０．１５ｇ／ｃｍ³、１軸圧縮強度が最大で２７ｋｇ
／ｃｍ²、また断熱特性は公知の電冷用硬質ウレタン発
砲体並みのシリカエアロゲル２が製造された。

【０１７６】比較例６ ３号水ガラスの１００ｍｌと水道水の１００ｍｌとから
なる主剤液２００ｍｌを２５℃に加温し用意し、一方、
４０％グリオキザールの４９．５ｍｌ（アルカリ水ガラ
スのＮａ₂Ｏに対するモル当量比率で２１０％）と水の
１５０．５ｍｌとからなる２５℃に加温調整してなる硬
化剤溶液２００ｍｌをそれぞれ用意した。その主剤液と
硬化剤液を２ショット方式で容量比率が１：１で混和吐
出して成る均一系からなる比較水ガラス溶液組成物Ｅ−
６を得た。その２５℃に加温されてなる比較水ガラス溶
液組成物Ｅ−６はゲルタイムが２３分１１秒（中長結
型）、溶液粘度が５ｍｐａ・ｓｅｃで示される溶液特性
を持っていた。またＥ−６のゲル化後１日密閉養生させ
て得たウェットゲルの１軸圧縮強度特性は０．６２Ｋｇ
ｆ／ｃｍ²（破壊歪は２％）であり、きわめて脆弱な含
水ゲルしか製造されなかった。養生を１０日まで延長し
た製造されたＥ−６のウェットゲルについても、そのゲ
ル強度は最大で１Ｋｇｆ／ｃｍ²程度であり、養生時間
を高めても何等脆弱性を改良する事は困難であった。該
特性を持つＥ−６のウェットゲル成型体を更に５０℃乾
燥器に３日間入れて行ったシリカエアロゲル製造適性試
験の結果、乾燥途中で自己崩壊（割れ）性が顕著に観察
された為シリカエアロゲル製造は不可と判明した。

【０１７７】実施例２１〜実施例２５ 主剤液Ａとして比重１．４１のＪＩＳ−３号珪酸ナトリ
ウム系水ガラスの５０ｍｌと残り水道水からなる液を表
４記載の様にそれぞれ用意し、一方硬化剤液Ｂとしては
末端シリル基含有水溶性有機高分子と、水溶性有機単量
硬化剤ならびに必要に応じて水溶性有機界面活性剤等を
併用使用してなる表４記載配合からなる各硬化剤液Ｂを
用意した。なお、硬化剤Ｂ液の表５記載の合計容量（ｍ
ｌ）と各成分の配合部との関係は、末端シリル基含有水
溶性有機高分子と水溶性有機単量硬化剤また更に必要に
応じて有機界面活性剤等を表４記載の配合割合となる様
にそれぞれメスシリンダー中に秤量採取し、水道水を加
えて表４記載の硬化剤Ｂ液の合計容量に調整して成る組
成物である事を表す。

【０１７８】その主剤液Ａと硬化剤液Ｂとを２０℃で表
４記載の配合比率ですばやく混和し、水ガラス溶液組成
物番号ＧＵ−２１（実施例２１）、水ガラス溶液組成物
番号ＧＵ−２２（実施例２２）、水ガラス溶液組成物番
号ＧＵ−２３（実施例２３）、水ガラス溶液組成物番号
ＧＵ−２４（実施例２４）、水ガラス溶液組成物番号Ｇ
Ｕ−２５（実施例２５）の各２００ｍｌを調整した。混
合は３０秒間すばやく行って１液化したのち、その１滴
をスライドガラスに取りカバーガラスを静かにのせて位
相差透過型光学顕微鏡で覗いて該混和溶液が不均一な海
島構造を有する系であるか否かの観察を行った結果、実
施例２１〜実施例２５のすべて系で不均一な海島構造を
有する系であった為、表４ではその相構造の特徴のみを
記載し、その結果をＯ／Ｗ型（アルカリ水ガラス溶液が
連続相を形成する系）、Ｗ／Ｏ型（アルカリ水ガラス溶
液が島相を形成する系）のいずれかで記号で判定し記載
した。また混合は３０秒間すばやく行って１液化した実
施例２１〜実施例２５の各水ガラス溶液組成物を所定の
ウェットゲル製造用の型容器中に静かに流し込んで静置
し、ゲル化させて１日養生させた。その後脱型し、その
ウェットゲル成型体を用いて下記の各脱水乾燥法で、各
実施例ごとに各シリカエアロゲル１の製造した。また更
に、その該シリカエアロゲル１を用い、更に下記の各焼
成方法を経て各シリカエアロゲル２をそれぞれ製造して
物性を評価検討した。なお、シリカエアロゲル１または
シリカエアロゲル２製造時の寸法安定性に関する観察結
果は、体積変化率で１％未満変化する場合を◎の記号
で、１．１〜５％の変化がある場合を○の記号で、それ
以下は場合は×の記号で表４に示した。

【０１７９】実施例２１の硬化剤液Ｂで、水ガラス硬化
剤であるエチレンカーボネートとγ−ブチロラクトンを
除き、その分を水道水とした以外は全く同様に配合して
なる３成分系混合液の２００部を別個に調整した。その
溶液を試験管に採取し毎分５００回転で１時間遠心分離
操作をして２層分離させた結果、上層として４０容量
％、下層が６０容量％と判明。またその上層または下層
のそれぞれ１ｇ程度を採取・秤量してＪＩＳ−Ｋ−１４
０８に準じてＮａ₂Ｏで表されるアルカリ分濃度を測定
した結果、上層で５．５％、下層で１７．８％と判明。
すなわち別個に調製した該３成分系組成物では仕込アル
カリ水ガラスを１００とした時、その１８％が上層中に
またその８２％が下層中に分配平衡が成立していること
が判明した。したがって水ガラス溶液組成物番号ＧＵ−
２１の調整直後の溶液下ではＯ／Ｗ型の海島構造を持つ
組成物であることが判った。また実際に実施例２１の水
ガラス溶液組成物番号ＧＵ−２１の位相差透過型光学顕
微鏡観察による海島構造とそのゲル化過程の継続観察で
は、海相の占める体積を減少させながらも全く転相する
ことなくゲル化し、Ｏ／Ｗ型溶液組成物であることが明
らかであった。

【０１８０】また実施例２１の水ガラス溶液組成物番号
ＧＵ−２１のゲル化養生１日後のウェットゲル物性を調
べた結果は表４のとおりであり、そのウェットゲルから
誘導するシリカエアロゲル１の製造方法として、５０℃
で２日間乾燥させて製造されたシリカエアロゲル１は、
走査型電子顕微鏡の１００倍および５０，０００倍で観
察した結果、およそ４０〜１００μｍサイズの角に丸み
を持つ１２〜１８面体状の独立気泡を数多く内包する、
いわゆる破断面が蜂の巣様のシリカエアロゲル１が製造
され、それらのみかけ密度と強度は表４に記載の様に、
たいへん軽量かつ超高強度なシリカエアロゲル１であっ
た。また実施例２１で製造され、あらかじめ高さ１５ｍ
ｍ×幅５０ｍｍ×長さ５０ｍｍに切削加工したウェット
ゲル成型体を用いて、室温から８００℃まで毎分２℃で
昇温し８００℃で１２時間焼結させて製造されたシリカ
エアロゲル２のみかけ密度と同強度ならびに耐水性結果
も合せて表５に示した。

【０１８１】実施例２１で製造された該シリカエアロゲ
ル１は４０〜１００μｍの独立気泡を内包する有機無機
ハイブリッド型の多孔質複相キセロゲルであり、特に走
査型電子顕微鏡による２０，０００〜５０，０００倍で
観察結果では、該複相シリカエアロゲル成型体の独立気
泡膜近傍の超ミクロ構造（図４参照）はおよそ２〜５ｎ
ｍの超微粒子が緻密に凝集結合されてなる硬化膜構造か
らなっていた。また更にその硬化相の深層附近の超ミク
ロ構造はおよそ１０〜４５ｎｍサイズの超微粒子が細密
に凝集結合されてなる多孔質硬化膜構造からなってい
た。すなわち気泡と接する表面境界部ほどより小さいサ
イズのコロイド粒子の局在化した高密度な超ミクロ構造
が観察された。また硬化膜の厚みは細い所で０．５μ
ｍ、厚い所で３μｍ、平均１．５μｍの厚みを有する
等、特殊かつ微細な多孔質成型体構造を持つシリカエア
ロゲル１が製造されていることが判明した。

【０１８２】前記した様に、仕込アルカリ水ガラスの８
２％以上を分配してなるＯ／Ｗ型、かつ海相が６０容量
％からなる実施例２１の水ガラス溶液組成物番号ＧＵ−
２１から誘導されるウェットゲルは、海相：島相で表さ
れる容積分配比率が１９：８１へと変化してなる複相ゲ
ルであった。１９容積％と極めて低い海相容積占有率で
あるにもかかわらず転相する事Ｏ／Ｗ型の複相ウェット
ゲルを製造でき、よって該ウェットゲル成型体からは独
立気泡として占有する空隙体積占有比率が８０％以上と
軽量で、シリカエアロゲル１の１軸圧縮強度特性値はお
よそ１７〜１９ｋｇｆ／ｃｍ²と驚異的な高強度特性と
共に、耐水性に優れるシリカエアロゲル１が製造可能で
あった。のホモゲルの１軸圧縮強度特性値は１２ｋｇｆ
／ｃｍ²と驚異的な超高強度値が得られた。

【０１８３】

【表４】

【０１８４】次に実施例２２の水ガラス溶液組成物ＧＵ
−２２の調製直後の溶液は、位相差型光学顕微鏡による
観察画像から、おおよそ海相が７７容量％、島相が２３
容量％を占め、かつ島相が１５〜２５μｍの島相からな
る液滴相を安定的に含有するミクロ複相溶液であった。
また一方十分ゲル化に至ったＧＵ−２２のウットゲル成
型体を４０℃で５日間乾燥して製造されたシリカエアロ
ゲル１は、およそ３０〜１２５μｍの範囲、平均すると
８０μｍの独立気泡を内包し、比較的無機質に富む連続
硬化膜（独立気泡シェル膜の厚み）の厚みが０．４〜４
μｍ、平均膜厚で約３．５μｍにある有機無機ハイブリ
ッド複相ゲルからなるシリカエアロゲル１であった。ま
た該ＧＵ−２２の水ガラス溶液組成物に於いては、全ア
ルカリ水ガラス成分の内、その１７％弱が島相形成液
に、またその８３％強が海相形成液にそれぞれ分配され
てなる組成物である事が、該ＧＵ−２２溶液組成物を３
℃低温下で遠心分離し、分取した各液の組成分析結果か
ら前記結果が判明。また該ＧＵ−２２のウットゲル成型
体を８０℃で５時間、続いて４５０℃で２０時間焼成す
る方法で製造されたシリカエアロゲル２の諸物性は表４
に示す通りであり、軽量かつ超高強度特性に富みかつ耐
水性に優れるシリカエアロゲル２が製造された。また該
シリカエアロゲル２の断熱性能は電冷用途に使用されて
いる硬質ウレタンフォームと遜色の無い高断熱特性を持
つことが判明した。またシリカエアロゲル１およびシリ
カエアロゲル２共にその破断面のミクロ構造はみかけ蜂
の巣様を呈しており、独立気泡の占める占有体積がおよ
そ８０容量％と判明した。

【０１８５】表４に示す実施例２３の水ガラス溶液組成
物ＧＵ−２３を別個に調製し海島分配比率を測定した結
果、Ｏ／Ｗ型溶液であり、海相分配容積率で７８％、島
相容積分配率２２％と判明。またその５℃に冷却してな
る２００容量部を用いて毎分３０，０００回転の遠心分
離器で１〜２分間強制的に２層分離させた上層および下
層の５〜１０ｇをそれぞれ秤量採取してＪＩＳ−Ｋ−１
４０８（１９６６年）に準じて濃塩酸１０〜２０ｍｌを
加えて蒸発乾固させ、析出した固体を純水で洗浄ロ過乾
燥してＳｉＯ₂分として定量した。ＳｉＯ₂濃度からそれ
ぞれ上層液中のアルカリ水ガラス含有濃度が約７％、下
層液中のアルカリ水ガラス含有濃度が約１３．７％と計
算された。すなわち位相差型光学顕微鏡画像解析結果お
よびアルカリ水ガラス濃度分配分析結果から、該水ガラ
ス溶液組成物番号ＧＵ−２３の溶液では全アルカリ水ガ
ラス量を１００とするとその１７％弱が上層（島相）
に、またその８３％強が下層（海相）に分配されてなる
不均一溶液組成物であった。また実施例２２と同様な方
法で製造されたシリカエアロゲル１とシリカエアロゲル
２の諸物性は表４にそれぞれ示した。なお、該シリカエ
アロゲル１およびシリカエアロゲル２共にその破断面の
ミクロ構造はみかけ蜂の巣様を呈しており、独立気泡の
占める占有体積がおよそ７５容量％程度と判明。該シリ
カエアロゲル２の断熱性能は電冷用途に使用されている
硬質ウレタンフォームと遜色の無い高断熱特性を持つこ
とが判明した。

【０１８６】実施例２４の水ガラス溶液組成物ＧＵ−２
４を別個に調製し、直ちに位相差型光学顕微鏡を用いた
画像写真解析した結果、Ｏ／Ｗ型溶液であり、海相分配
容積率で７８％、島相容積分配率２２％と判明。またそ
の３℃に冷却してなる２００容量部を用いて毎分３０，
０００回転の遠心分離器で１〜２分間強制的に２層分離
させた上層および下層の５〜１０ｇをそれぞれ秤量採取
してＪＩＳ−Ｋ−１４０８（１９６６年）に準じて濃塩
酸１０〜２０ｍｌを加えて蒸発乾固させ、析出した固体
を純水で洗浄ロ過乾燥してＳｉＯ₂分として定量した。
ＳｉＯ₂濃度からそれぞれ上層液中のアルカリ水ガラス
含有濃度が約６．９％、下層液中のアルカリ水ガラス含
有濃度が約１３．６％と判明。すなわち位相差型光学顕
微鏡画像解析結果およびアルカリ水ガラス濃度分配分析
結果から、該ＧＵ−２３溶液組成物中の全アルカリ水ガ
ラスを１００とするとその約１６％が上層（島相）に、
またその約８４％が下層（海相）に分配されてなる不均
一溶液系であった。また実施例２２と同様な方法で製造
されたシリカエアロゲル１とシリカエアロゲル２の諸物
性は表５にそれぞれ示した。なお、該シリカエアロゲル
１およびシリカエアロゲル２共にその破断面のミクロ構
造はみかけ蜂の巣様を呈しており、独立気泡の占める占
有体積がおよそ７０容量％程度と判明。該シリカエアロ
ゲル２の断熱性能は電冷用途に使用されている硬質ウレ
タンフォームと遜色の無い高断熱特性を持つことが判明
した。

【０１８７】実施例２５の水ガラス溶液組成物ＧＵ−２
５はその３℃の２００容量部を用い、毎分３０，０００
回転の遠心分離器で１〜２分間強制的に２層分離させ、
その上層または下層の５〜１０ｇを秤量採取してＪＩＳ
−Ｋ−１４０８（１９６６年）に準じて濃塩酸１０〜１
５ｍｌを加えて加熱蒸発乾固させ、析出した固体を純水
で洗浄ロ過してＳｉＯ₂分として定量した。ＳｉＯ₂濃度
から、概略それぞれ上層液中のアルカリ水ガラス含有濃
度で約５．６％、下層液中のアルカリ水ガラス濃度が約
１６％と判明した。すなわち系中の全アルカリ水ガラス
を１００とするとその１２％弱が上層（島相）に、また
その８８％強が下層（海相）に分配されてなるＯ／Ｗ型
溶液組成物と判明した。また実施例２２と同様な方法で
製造されたシリカエアロゲル１とシリカエアロゲル２の
諸物性は表４にそれぞれ示した。なお、該シリカエアロ
ゲル１およびシリカエアロゲル２共にその破断面のミク
ロ構造は平均１００ミクロンと比較的揃ったサイズの角
が丸みを持った１２〜１８面体の独立気泡を数多く内包
するみかけ蜂の巣様のミクロ構造を持つゲル成型物であ
り、その独立気泡の占める占有体積がおよそ７０容量％
程度と判明。該シリカエアロゲル２の断熱性能は電冷用
途に使用されている硬質ウレタンフォームと遜色の無い
高断熱特性を持つことが判明した。

【０１８８】また製造された実施例２２のシリカエアロ
ゲル２の走査型電子顕微鏡観察からは気泡を取り巻く連
続硬化相の肉厚は細い所で０．３ミクロン厚い所で３ミ
クロン、平均すると約１．５ミクロンと判明。またＹ字
型硬化断面部の内部の所々には、周辺の気泡サイズと明
らかに違った０．５〜３ミクロン程度の更に微小な不定
形な気泡を内蔵することものであることが判明した。

【０１８９】比較例７ 表４の実施例２２の水ガラス溶液組成物ＧＵ−２２に於
いて、硬化剤液Ｂの液中に配合されているプレポリマー
２を全く使用せず、その分を水道水とした以外は全く同
様に調整された比較水ガラス溶液組成物Ｅ−７は、透明
均一な系を呈し、ゲル化に至るまでミクロな海島相構造
を取る溶液では無かった。その２５℃に加温されてなる
比較水ガラス溶液組成物Ｅ−７は溶液粘度が５ｍｐａ・
ｓｅｃでゲルタイムが４分４０秒（中長結型）であっ
た。またＥ−７から製造されたウェットゲルの１軸圧縮
強度特性は０．７Ｋｇｆ／ｃｍ²（破壊歪は３％）と低
く、きわめて脆弱なウェットゲル成型体しか生成しなか
った。養生を１０日まで延長して製造された該Ｅ−７の
ウェットゲルについても、そのゲル強度は最大で０．９
Ｋｇｆ／ｃｍ²程度であり、養生時間を高めても何等脆
弱性を改良する事は困難であった。該特性を持つＥ−７
のウェットゲル成型体を更に５０℃乾燥器に３日間入れ
て行ったシリカエアロゲル製造適性試験の結果、乾燥途
中の振動や内部応力の蓄積などが原因と思われる自己崩
壊（割れ）現象が顕著に観察された。従ってＥ−７の脆
弱なウェットゲルを用いた高強度かつ軽量なシリカエア
ロゲルの製造は不可と結論された。

【０１９０】実施例２６〜実施例３０ 実施例６で製造されたシリカエアロゲル１と同様にした
得たシリカエアロゲル１成型体を５ケ用意し、それぞれ
その１ケづつの片面に以下のシーラー剤および／または
塗料組成物をそれぞれ合計１０ｋｇ／ｃｍ²の塗工量と
なる様に塗付し、室温で／３０分更に８０℃／３０分の
２段方式で乾燥焼き付け処理して、各実施例２６〜実施
例３０の各片面塗装シールして成るシリカエアロゲル成
型体を製造した。その結果得られた塗工シリカエアロゲ
ル１の塗工面の性質を表５に合せて記載した。

【０１９１】

【表５】

【０１９２】記号の説明 Ｅｍ１；東レ・ダウコーニング社製品である＃ＳＨ８２
００（シリコンエマルション）。 Ｅｍ２；水性ウレタン樹脂である三井東圧化学社製品
「ユーバン」を使用。 ＡＥアルマテックス；溶剤型アクリルラッカー塗料組成
物である三井東圧化学社製品「アルマテックス」を使
用。 ポリクリート；２液エポキシ塗料組成物である三井東圧
化学社製品「ポリクリート」を使用。 ＭＴエラスタイル；特殊アクリルゴム系エマルション塗
料組成物である三井東圧化学社製品の「ＭＴエラスタイ
ル」を使用。 速硬化ウレタン；２液速硬化型ウレタン塗料組成物であ
る三井東圧化学社製品で商品名「リムスプレー」を使
用。 塗膜密着性の判定基準；セロテープを密着させてよ９０
゜ピールで剥離が無い場合を記号◎で、また極く極く僅
かにセロテープに塗膜の付着が観察される場合を○の記
号で、下地が出る様な場合を×の記号で表した。 耐透水性付与効果の判定；透水係数が１×１０^-6ｃｃ／
ｓｅｃ以下と非透水材料となっている場合を○の記号
で、１×１０^-4〜０．９×１０^-6ｃｃ／ｓｅｃの範囲に
ある場合を△の記号で、０．９×１０^-4以上と悪い場合
は×の記号で表した。

【０１９３】

【発明の効果】実施例１〜実施例２５と比較例１〜比較
例７との対比から明らかな様に、不均一かつ安定なミク
ロ海島構造を有しかつアルカリ水ガラスを主成分とする
液相が海相に高分配率で含有されてなる本発明記載のＯ
／Ｗ型の水ガラス溶液組成物を用い、低温領域下に脱型
可能な成型容器中にそのＯ／Ｗ型の溶液を注いでゲル化
させ、必要に応じて養生するなどの工程を経て製造され
るウェットゲルは、高い寸法安定性と高強度圧縮特性な
どに富む事、また該ウェットゲル成型体を製造して後、
８００℃未満の範囲で加熱脱水乾燥および／または焼結
させる方法で製造されたシリカエアロゲルは、新規な構
造を持ち、そのミクロ構造はおおむね蜂の巣様のミクロ
構造をもっといることが特徴と言える。また本発明の高
強度軽量多孔質成型体の製造方法により製造されたシリ
カエアロゲル体は、みかけ密度が０．５ｇ／ｃｍ³に満
たない極めて軽量性と同時に超高強度な圧縮強度を有
し、耐水浸漬時の寸法安定性に優れ、また更に、ウレタ
ン発砲体と同等な断熱性を有するなどの優れた性能を持
つことが判明した。一方、各比較例からは従来公知のア
ルカリ水ガラス含有組成物や均一溶液系からなる水ガラ
ス溶液組成物では、本発明の目的の、非常に軽く、かつ
高い圧縮強度特性と耐水性が著しく向上した高強度軽量
多孔質成型体が製造困難であることが明らか。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例２で製造されたシリカエアロゲル１の走
査型電子顕微鏡観察像の１００倍拡大写真である。

【図２】実施例２１で製造されたシリカエアロゲル２の
走査型電子顕微鏡観察像の１００倍拡大写真である。

Claims (28)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 離型可能な成型容器中に、下記（イ）の
   水ガラス溶液組成物を流し込み、５℃〜８０℃未満の温
   度で静置ゲル化させ、脱型したウェットゲルを、１００
   ０℃未満の温度下で脱水乾燥および／または有機物を焼
   成除去して成る事を特徴とする高強度軽量シリカエアロ
   ゲル成型体の製造方法。 （イ）水ガラス溶液組成物として、アルカリ水ガラス、
   水に対しいかなる割合にも相溶および／またはミクロ分
   散安定化する性質を示す水溶性有機高分子、水ガラス硬
   化剤、水とを含有してなり、その溶液が海相−島相から
   なる不均一相構造を成すと同時に、該溶液中に配合され
   た全アルカリ水ガラス成分の少なくとも６０重量％以上
   を海相に分配させてなる不均一溶液組成物。
2. 【請求項２】 （イ）の水ガラス溶液組成物がアルカリ
   水ガラスを含む水溶液である主剤液Ａと水ガラス硬化剤
   を含む水溶液である硬化剤液Ｂの２液型からなり、水溶
   性有機高分子をそのいずれか一方の液にまたは両方の液
   に事前に含有させると共に、かつその主剤液Ａと硬化剤
   液Ｂとを主剤液Ａ：硬化剤液Ｂで表した容積混合比率で
   （１０：１００）〜（１００：１０）の範囲で混合して
   なる事を特徴とする請求項１記載の高強度軽量シリカエ
   アロゲル成型体の製造方法。
3. 【請求項３】 水溶性有機高分子の全量が水ガラス硬化
   剤を含む硬化剤液Ｂに事前に配合されてなる事を特徴と
   する請求項１または２記載の高強度軽量シリカエアロゲ
   ル成型体の製造方法。
4. 【請求項４】 アルカリ水ガラスがＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏお
   よび／またはＳｉＯ₂／Ｋ₂Ｏで表されるモル比で１〜
   ４．５の範囲にある珪酸ナトリウムおよび／または珪酸
   カリウムとする事を特徴とする請求項１〜３のいずれか
   に記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造方
   法。
5. 【請求項５】 アルカリ水ガラスが日本工業規格・ＪＩ
   Ｓ−３号の珪酸ナトリウム溶液とする事を特徴とする請
   求項４に記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製
   造方法。
6. 【請求項６】 水に対しいかなる割合にも相溶および／
   またはミクロ分散安定化する性質を示す水溶性有機高分
   子が、以下の（ａ）〜（ｈ）から選ばれた１種および／
   または２種以上からなる事を特徴とする請求項１〜５の
   いずれかに記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体の
   製造方法。 （ａ）水溶性ポリエーテルポリオール （ｂ）水溶性ポリビニルアルコール （ｃ）水溶性デンプン （ｄ）水溶性セルロース誘導体 （ｅ）水溶性ポリアルキレンオキサイド （ｆ）水溶性アクリル （ｇ）水溶性ポリエポキサイド （ｈ）水溶性ウレタン
7. 【請求項７】 水に対しいかなる割合にも相溶および／
   またはミクロ分散安定化する性質を示す水溶性有機高分
   子が、加水分解によってシロキサン架橋する性質を示す
   式Ｉ 【化１】 式Ｉ； −Ｓｉ（Ｒ¹）_n−（Ｘ）_3-n （但し、Ｒ¹は水素原子、クロル原子、メチル基、エチ
   ル基およびプロピル基からなる群から選ばれた１種、Ｘ
   は炭素数が１〜５の整数で表されるアルコキシル基、オ
   キシム基およびアセトキシル基からなる群から選ばれた
   一種、ｎは０〜１をそれぞれ表す。） で表される活性シリル基末端を１分子中に少なくとも平
   均０．７ケ以上導入され、その活性シリル基を除く主鎖
   が水溶性の、アクリル、ウレタン、ポリエーテル、ポリ
   エーテルポリエステルおよびポリエステルからなる群か
   ら選ばれた１種または２種以上であり、重量平均分子量
   が２，０００〜５０，０００の範囲にある活性シリル基
   含有プレポリマーおよび／またはその加水分解生成物で
   ある活性シラノール基含有プレポリマーの１種とする事
   を特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の高強度軽
   量シリカエアロゲル成型体の製造方法。
8. 【請求項８】 水に対しいかなる割合にも相溶および／
   またはミクロ分散安定化する性質を示す水溶性有機高分
   子が、前記（ａ）〜（ｈ）の１種および／または２種以
   上で表されるアルカリ水ガラスと非反応性の水溶性有機
   高分子と、前記活性シリル基含有プレポリマーとを併用
   する形で使用され、その配合比率を非反応性水溶性有機
   高分子：活性シリル基含有プレポリマーで表される重量
   比率で（１：１００）〜（１００：１）の範囲で使用さ
   れる事を特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の高
   強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造方法。
9. 【請求項９】 水ガラス硬化剤が水溶性の有機酸、アル
   カリ水中で徐放性の酸を放出する水溶性有機単量硬化剤
   および無機質硬化剤および、ＣＯ₂からなる群から選ば
   れた少なくとも１種または２種以上を用いる事を特徴と
   する請求項１〜８のいずれかに記載の高強度軽量シリカ
   エアロゲル成型体の製造方法。
10. 【請求項１０】 アルカリ水中で徐放性の酸を放出する
    水溶性有機単量硬化剤が、水溶性アルキレンカーボネー
    ト類、水溶性ラクトン類、水溶性アルキレングリコール
    ジアセテート化合物および水溶性２塩基酸アルキルエス
    テル類からなる群から選ばれた１種または２種以上とす
    る事を特徴とする請求項９記載の高強度軽量シリカエア
    ロゲル成型体の製造方法。
11. 【請求項１１】 （１）の水ガラス溶液組成物に更に高
    分子界面活性剤を０．００１〜５重量％の範囲で含有さ
    せてなる事を特徴とする請求項１〜１０にいずれかに記
    載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造方法。
12. 【請求項１２】 （１）の水ガラス溶液組成物をゲル化
    させる際に更に有機繊維および／または無機繊維をその
    ゲル中に占める割合で０．１〜１０重量％の範囲で複合
    させる事を特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載
    の高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造方法。
13. 【請求項１３】 ２液型から成る（１）の水ガラス溶液
    組成物に於いて、主剤と硬化剤の２液をそれぞれ主剤
    液：硬化剤液で表した容積混合比率でほぼ１：１に近似
    させて混合調整される事を特徴とする請求項１〜１２の
    いずれかに記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体の
    製造方法。
14. 【請求項１４】 主剤液Ａ中のアルカリ水ガラス含有濃
    度が固形分換算で５〜５０重量％となる様に含有させる
    事を特徴とする請求項２〜１３のいずれかに記載の高強
    度軽量シリカエアロゲル成型体の製造方法。
15. 【請求項１５】 主剤液Ａの全量と混合された時、その
    主剤液Ａ中のＮａ₂Ｏおよび／またはＫ₂Ｏで表されるア
    ルカリ分の５０〜２５０モル％分に相当する水ガラス硬
    化剤と、水に対しいかなる割合にも相溶および／または
    ミクロ分散安定化する性質を示す水溶性有機高分子の硬
    化剤液中に占める含有濃度で２．５〜５０重量％とを含
    有してなる水溶液を硬化剤液Ｂとして用いる事を特徴と
    する請求項２〜１４のいずれかに記載の高強度軽量シリ
    カエアロゲル成型体の製造方法。
16. 【請求項１６】 （イ）の水ガラス溶液組成物に於いて
    主剤液Ａが以下に記載の主剤液Ｅ、硬化剤液Ｂが以下に
    記載の硬化剤液Ｆからなる事を特徴とする請求項２〜１
    ５のいずれかに記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型
    体の製造方法。主剤液Ｅとして、ＳｉＯ₂／Ｎａ₂Ｏのモ
    ル比が２．５〜３．５からなるアルカリ水ガラスの固形
    分１５〜４０重量％とした水溶液。硬化剤液Ｆとして、
    該主剤液Ｅの全量と混合された時、その硬化液Ｅ中のＮ
    ａ₂Ｏで表されるアルカリ分の５０〜２５０モル％分に
    相当するアルカリ水中で徐放性の有機酸を放出する水溶
    性有機単量硬化剤と、水溶性有機高分子がエチレングリ
    コールおよび／またはグリセリンに対し付加変性量を１
    ００とした割合でエチレンオキサイドの８０〜９９重量
    ％、プロピレンオキサイドの２０〜１重量％をランダム
    付加またはブロック付加させて得られた重量平均分子量
    が２，０００〜３０，０００の範囲にあるポリエーテル
    ジオールおよび／またはポリエーテルトリオールの１種
    または２種以上の硬化剤Ｆ液中に占める含有濃度で５〜
    ３５重量％とを配合してなる水溶液。
17. 【請求項１７】 水ガラス硬化剤がグリオキザールの単
    独または更に炭酸、硫酸および燐酸からなる群から選ば
    れた１種および／または炭酸水素アルカリ金属塩または
    硫酸水素アルカリ金属塩との併用のいずれかからなり、
    かつその合計量が系中のアルカリ水ガラスの（Ｎａ₂Ｏ
    ＋Ｋ₂Ｏ）で表される全アルカリ分の７０〜２００モル
    ％分に相当する量を含有させる事を特徴とする請求項１
    〜１６のいずれかに記載の高強度軽量シリカエアロゲル
    成型体の製造方法。
18. 【請求項１８】 水ガラス硬化剤としてエチレンカーボ
    ネートおよびプロピレンカーボネートの何れか一方また
    は両者を用いかつその量が系中のアルカリ水ガラスの
    （Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）で表される全アルカリ分の５５〜１
    １０モル％分に相当する量を含有させる事を特徴とする
    請求項１〜１６のいずれかに記載の高強度軽量シリカエ
    アロゲル成型体の製造方法。
19. 【請求項１９】 水ガラス硬化剤としてγ−ブチロラク
    トンの単独を用い、かつ混和されてなる系中のアルカリ
    水ガラスの（Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）で表される全アルカリ分
    の１１０〜２１０モル％分に相当する量を含有させる事
    を特徴とする請求項１〜１６のいずれかに記載の高強度
    軽量シリカエアロゲル成型体の製造方法。
20. 【請求項２０】 水ガラス硬化剤としてアルキル鎖長部
    位が炭素数１から３の整数で表される水溶性ジカルボン
    酸アルキルエステル化合物の１種を用い、かつ混和され
    てなる系中のアルカリ水ガラスの（Ｎａ₂Ｏ＋Ｋ₂Ｏ）で
    表される全アルカリ分の５５〜１１０モル％分に相当す
    る量を含有させる事を特徴とする請求項１〜１６のいず
    れかに記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体の製造
    方法。
21. 【請求項２１】 鋼鉄製またはプラスチック製の離型可
    能な成型容器中に、（イ）の水ガラス溶液組成物を流し
    込んで静置ゲル化させ、生成するウェットゲルのゲル１
    軸圧縮強度が低くとも２ｋｇ／ｃｍ²を越えた時点で、
    型から取りだし、更に以下の（α）〜（δ）に示すいず
    れか１つ以上の工程を経て、独立気泡を内包するみかけ
    密度が０．０５〜０．８ｇ／ｃｍ³の範囲のシリカエア
    ロゲル成型体を製造する事を特徴とする請求項１〜２０
    のいずれかに記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体
    の製造方法。 （α）室温から１８０℃未満の脱水乾燥工程 （β）空気または不活性ガス中１０００℃未満の焼成工
    程 （γ）冷却・切削工程 （δ）シーラー・塗装工程
22. 【請求項２２】 請求項１〜２１記載のいずれかの製造
    方法で得られ、１〜２００μｍの独立気泡を多数内包し
    てなる蜂の巣様のミクロ構造を持つ事を特徴とする高強
    度軽量シリカエアロゲル成型体。
23. 【請求項２３】 角に丸みを持った１０〜１８多面体か
    らなる独立気泡を内蔵する構造を形成してなる事を特徴
    とする請求項２２の高強度軽量シリカエアロゲル成型
    体。
24. 【請求項２４】 連続相を形成してなる硬化膜の厚み
    が、０．１〜１０μｍの範囲にあることを特徴とする請
    求項２２または２３記載の高強度軽量シリカエアロゲル
    成型体。
25. 【請求項２５】 みかけの密度が０．１〜０．５ｇ／ｃ
    ｍ³の範囲にある事を特徴とする請求項２２〜２４のい
    ずれかに記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体。
26. 【請求項２６】 片表面にシーラー組成物および／また
    は塗料組成物を塗付し、片面が化粧コートされた非透水
    性の性質を有する事を特徴とする請求項２２〜２４のい
    ずれかに記載の高強度軽量シリカエアロゲル成型体。
27. 【請求項２７】 シーラー組成物がシリコンまたはフッ
    素化合物を含有してなる溶液またはエマルション組成
    物、アクリル樹脂組成物、ウレタン組成物およびエポキ
    シ樹脂組成物からなる群から選ばれた少なくとも１種と
    する事を特徴とする請求項２６記載の高強度軽量シリカ
    エアロゲル成型体。
28. 【請求項２８】 塗料組成物がシリコンまたはフッ素化
    合物を含有してなる溶液またはエマルション組成物、ア
    クリル樹脂組成物、ウレタン組成物およびエポキシ樹脂
    組成物からなる群から選ばれた少なくとも１種とする事
    を特徴とする請求項２６記載の高強度軽量シリカエアロ
    ゲル成型体。