特表 2022-546259 多孔質材料で作られる複数の塊体の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-11-04

(54)【発明の名称】多孔質材料で作られる複数の塊体の製造方法

(51)【国際特許分類】

   B29C 39/02 20060101AFI20221027BHJP

   B29C 33/42 20060101ALI20221027BHJP

   C08J 9/28 20060101ALI20221027BHJP

   B29C 39/24 20060101ALI20221027BHJP

【ＦＩ】

B29C39/02

B29C33/42

C08J9/28 CFF

B29C39/24

【審査請求】未請求

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022510138

(86)(22)【出願日】2020-08-25

(85)【翻訳文提出日】2022-04-18

(86)【国際出願番号】 EP2020073685

(87)【国際公開番号】W WO2021037823

(87)【国際公開日】2021-03-04

(31)【優先権主張番号】19193602.0

(32)【優先日】2019-08-26

(33)【優先権主張国・地域又は機関】EP

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】508020155

【氏名又は名称】ビーエーエスエフ ソシエタス・ヨーロピア

【氏名又は名称原語表記】ＢＡＳＦ ＳＥ

【住所又は居所原語表記】Ｃａｒｌ－Ｂｏｓｃｈ－Ｓｔｒａｓｓｅ ３８， ６７０５６ Ｌｕｄｗｉｇｓｈａｆｅｎ ａｍ Ｒｈｅｉｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100100354

【弁理士】

【氏名又は名称】江藤 聡明

(74)【代理人】

【識別番号】100167106

【弁理士】

【氏名又は名称】倉脇 明子

(74)【代理人】

【識別番号】100194135

【弁理士】

【氏名又は名称】山口 修

(74)【代理人】

【識別番号】100206069

【弁理士】

【氏名又は名称】稲垣 謙司

(74)【代理人】

【識別番号】100185915

【弁理士】

【氏名又は名称】長山 弘典

(72)【発明者】

【氏名】ヴァインリッヒ，ディルク

(72)【発明者】

【氏名】フォーゲルザンク，フォルカー

(72)【発明者】

【氏名】ヴィークマン，レネ トマス

(72)【発明者】

【氏名】モファード，ソーアジ

(72)【発明者】

【氏名】フリッケ，マルク

(72)【発明者】

【氏名】カミンスキー，トルベン

(72)【発明者】

【氏名】トマス，マリア

(72)【発明者】

【氏名】エルベス，イェルク

(72)【発明者】

【氏名】レルスベルク，ヴィブケ

【テーマコード（参考）】

4F074

4F202

4F204

【Ｆターム（参考）】

4F074AA78

4F074AD06

4F074AD07

4F074AD11

4F074AD13

4F074AD14

4F074AH03

4F074AH04

4F074CB34

4F074CB47

4F074CC22X

4F074CC28Y

4F074DA32

4F202CA23

4F202CA27

4F202CB01

4F202CL02

4F204AA42

4F204AC06

4F204EA03

4F204EB01

4F204EF01

4F204EF27

4F204EK17

4F204EW02

(57)【要約】

本発明は、ゾル－ゲル法によって多孔質材料の前駆体から誘導される多孔質材料で作られる複数の塊体（１２）を製造する方法に関する。本方法は：
（ｉ）前記多孔質材料の前駆体を、前記塊体（１２）の形状を規定する型（１０）に充填し、前記前駆体は少なくとも２つの反応性成分（ＣＡ，ＣＢ）と溶媒（Ｓ）を含み、そしてゲル塊体を形成する工程と、
（ｉｉ）複数のゲル塊体（１２）を形成するように、工程（ｉ）を繰り返す工程と、
（ｉｉｉ）前記多孔質材料の前駆体から前記ゲル塊体（１２）が形成される所定時間の後に、前記ゲル塊体（１２）を前記型（１０）から取り出す工程と、
（ｉｖ）前記ゲル塊体（１２）を互いに隣接させて配置する工程と、
（ｖ）２つの隣接するゲル塊体（１２）の間に、その間にクリアランスを提供するようにスペーサー（１４）を設ける工程と、
（ｖｉ）前記ゲル塊体（１２）から前記溶媒（Ｓ）を除去する工程と、
を含む。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ゾル－ゲル法によって多孔質材料の前駆体から誘導される多孔質材料で作られる複数の塊体（１２）を製造する方法であって：
（ｉ）前記多孔質材料の前駆体を、前記塊体（１２）の形状を規定する型（１０）に充填し、前記前駆体は少なくとも２つの反応性成分（ＣＡ，ＣＢ）と溶媒（Ｓ）を含み、そしてゲル塊体を形成する工程と、
（ｉｉ）複数のゲル塊体（１２）を形成するように、工程（ｉ）を繰り返す工程と、
（ｉｉｉ）前記多孔質材料の前駆体から前記ゲル塊体（１２）が形成される所定時間の後に、前記ゲル塊体（１２）を前記型（１０）から取り出す工程と、
（ｉｖ）前記ゲル塊体（１２）を互いに隣接させて配置する工程と、
（ｖ）２つの隣接するゲル塊体（１２）の間に、その間にクリアランスを提供するようにスペーサー（１４）を設ける工程と、
（ｖｉ）前記ゲル塊体（１２）から前記溶媒（Ｓ）を除去する工程と、
を含む、方法。

【請求項2】

前記スペーサー（１４）は、互いに接続された第１グリッド（１８）と第２グリッド（２０）を含むグリッドアセンブリ（１６）であって、前記第１グリッド（１８）は第１開口部（２２）を含み、前記第２グリッド（２０）は第２開口部（２４）を含み、前記第１開口部（２２）と前記第２開口部（２４）は互いにずれている、請求項１に記載の方法。

【請求項3】

前記グリッドアセンブリ（１６）は、１．０ｍｍ～４．０ｍｍ、好ましくは１．２５ｍｍ～３．５ｍｍ、より好ましくは１．５ｍｍ～２．５ｍｍの厚さを有し、及び／又は、
前記第１開口部（２２）及び／又は前記第２開口部（２４）は規則的なパターン又は不規則なパターンで配置され、及び／又は、
前記第１開口部（２２）及び／又は前記第２開口部（２４）は、同一の又は異なる開口部面積を含み、及び／又は、
前記第１開口部（２２）及び／又は前記第２開口部（２４）は、同一の形状又は異なる形状を有し、及び／又は、
前記第１開口部（２２）及び／又は前記第２開口部（２４）は、円形、長円形、楕円形、多角形、丸みを帯びたエッジを含む多角形、長方形、又は正方形の形状を有し、及び／又は、
前記方法は、前記第１グリッド（１８）及び／又は前記第２グリッド（２０）の表面に、電気的に散逸性で前記ゲル塊体（１２）に対して非粘着性の材料からなるコーティングを少なくとも部分的に提供する工程をさらに含み、及び／又は、
前記第１開口部（２２）及び第２開口部（２４）の合計開口部面積は、塊体（１２）の対向する外表面の４０％～９５％である、請求項２に記載の方法。

【請求項4】

前記各ゲル塊体（１２）を前記スペーサー（１４）とともに、一体的に、好ましくはモノリシックに形成することをさらに含む、請求項１に記載の方法。

【請求項5】

前記スペーサー（１４）は、前記ゲル塊体（１２）の少なくとも１つの表面（３２）から突出する複数の突起（３０）を含む、請求項４に記載の方法。

【請求項6】

前記各ゲル塊体（１２）の一表面にのみ前記突起（３０）を形成することをさらに含み、前記ゲル塊体（１２）は、前記ゲル塊体（１２）のうちの１つの前記突起（３０）を含む表面（３２）が、それぞれの隣接する前記塊体（１２）の突起（３０）を含まない表面（３４）と対向するように、互いに隣接して配置されている、請求項５に記載の方法。

【請求項7】

前記突起（３０）のそれぞれは、直径が１．０～５．０ｍｍ、好ましくは１．２５～４．０ｍｍ、より好ましくは１．５～２．５ｍｍである円形の断面形状を含み、及び／又は、
前記突起（３０）は、規則的なパターン又は不規則なパターンで配置され、及び／又は、
前記突起（３０）は、同一の形状又は異なる形状を有し、及び／又は、
前記突起（３０）は、０．１ｍｍ～２０．０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ～５．０ｍｍ、より好ましくは１．０ｍｍ～３．０ｍｍの高さ（４０）を有し、及び／又は、
前記突起（３０）は、隣接する突起（３０）の外表面（３８）間の最小距離（３６）が０．１ｍｍとなるように配置され、及び／又は、
前記突起（３０）は、円錐台として形成され、及び／又は、
前記方法は、前記ゲル塊体（１２）から前記溶媒（Ｓ）を除去した後に、前記突起（３０）を除去する工程をさらに含む、請求項５又は６に記載の方法。

【請求項8】

前記ゲル塊体（１２）は、立方体、円筒形、又は多角形の形状を有するスラブとして形成され、
前記ゲル塊体（１２）は、最大の表面積を有する前記立方体、円筒形、又は多角形の側面が重力方向に対して実質的に垂直に配向するように配置され、又は、
前記ゲル塊体（１２）は、最大の表面積を有する前記立方体、円筒形、又は多角形の側面が重力方向に対して実質的に平行に配向するように配置されている、請求項１～７のいずれか１項に記載の方法。

【請求項9】

前記ゲル塊体（１２）はスラブとして形成され、前記スラブは少なくとも１０ｃｍの長さと少なくとも１０ｃｍの幅を有し、及び／又は、
前記ゲル塊体（１２）はスラブとして形成され、前記スラブは少なくとも０．５ｍｍの厚さを有している、請求項１～８のいずれか１項に記載の方法。

【請求項10】

前記スペーサー（１４）は、グリッド開口部（４４）を含むグリッド（４２）である、請求項１に記載の方法。

【請求項11】

前記グリッド開口部（４４）は、同一の又は異なる開口部面積を有し、及び／又は、
前記グリッド開口部（４４）は、規則的なパターン又は不規則なパターンで配置され、及び／又は、
前記グリッド（４２）は、前記グリッド開口部（４４）を規定する支柱（４６）を含み、前記支柱（４６）は、１．０ｍｍ～５．０ｍｍ、好ましくは１．２５ｍｍ～４．５ｍｍ、より好ましくは１．５ｍｍ～４．０ｍｍの幅（４８）を有し、及び／又は、
前記ゲル塊体（１２）は、立方体、円筒形、又は多角形の形状を有するスラブとして形成され、前記ゲル塊体（１２）は、最大の表面積を有する前記立方体、円筒形、又は多角形の側面が重力方向に対して実質的に垂直に配向するように配置され、及び／又は、
前記方法は、前記グリッド（４２）の表面に、電気的に散逸性で前記ゲル塊体（１２）に対して非粘着性の材料からなるコーティングを少なくとも部分的に提供する工程をさらに含む、請求項１０に記載の方法。

【請求項12】

前記塊体（１２）からの前記溶媒（Ｓ）の除去は、超臨界乾燥によって行われる、請求項１０～１１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項13】

前記グリッド（４２）は、塊体（１２）を担持し、前記塊体（１２）が他のグリッド（４２）に係合することなく、その上に配置された他のグリッド（４２）を支持するように構成され、
前記グリッド（４２）は、前記塊体（１２）が他のグリッド（４２）に係合することなく、その上に配置された他のグリッド（４２）を支持するように構成された外側リム（５０）を好ましくは含む、請求項１０～１１のいずれか１項に記載の方法。

【請求項14】

前記塊体（１２）からの前記溶媒（Ｓ）の除去は、超臨界乾燥又は対流乾燥によって行われる、請求項１～９のいずれか１項又は請求項１３に記載の方法。

【請求項15】

断熱材としての、又は真空断熱パネル用の、請求項１～１４のいずれか１項に記載の方法によって得られた又は得られ得る塊体（１２）の使用であって、前記塊体（１２）は好ましくは内部断熱システム又は外部断熱システムで使用される、使用。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、ゾル－ゲル法によって多孔質材料の前駆体から誘導される多孔質材料で作られる複数の塊体を製造するための方法に関する。

【背景技術】

【0002】

数ミクロン又はそれより著しく低い範囲のサイズの細孔、及び少なくとも７０％の高い多孔度を有する多孔質材料、例えばポリマー発泡体は、理論的考察に基づき特に良好な断熱材である。

【0003】

小さい平均孔径を有するこのような多孔質材料は、例えば、ゾル－ゲル法及び続く乾燥により生成される有機エアロゲル又はキセロゲルである。ゾル－ゲル法では、反応性有機ゲル前駆体に基づくゾルがまず生成され、次にそのゾルが架橋反応によってゲル化されてゲルを形成する。ゲルから例えばエアロゲル又はキセロゲルなどの多孔質材料を得るためには、液体が除去されなければならない。簡単のために、この工程は以下で乾燥と称する。例えば、エアロゲルの場合、細孔が崩壊する可能性があるため、二酸化炭素による超臨界乾燥のような一般的に特別な乾燥工程を必要とする。

【0004】

特に、多孔質材料を調製するプロセスの間は、反応性前駆体及び溶媒を含む混合物が提供される。多孔質材料の形状を規定するために、この混合物が充填される型が基本的に使用されてよい。ゲル化後及び乾燥前又は乾燥後に、このようにして形成された多孔質材料ら作られた塊体は、過程及び材料に応じて型から取り出されなければならない。

【0005】

ＷＯ２０１６／１５０６８４Ａ１は、少なくとも有機ゲルを形成するのに適した成分を含む組成物（Ａ）と溶媒（Ｂ）とを含む混合物（Ｉ）を提供し、ゲルを形成するために溶媒（Ｂ）の存在下で組成物（Ａ）中の成分を反応させ、及び工程ｂ）で得られたゲルを乾燥する、多孔質材料を調製する方法を開示し、該組成物（Ａ）は、アルカリ金属及び土類アルカリ金属、アンモニウム、飽和又は不飽和モノカルボン酸のイオン液体塩ならびにカルボン酸からなる群から選択される触媒成分（Ｃ１）を触媒成分（Ｃ２）として含む触媒系（ＣＳ）を含む。本発明はさらに、このようにして得ることができる多孔質材料と、断熱材として及び真空断熱パネルにおける、特に内部又は外部の断熱システムにおける、及び水タンク又は製氷機の断熱システムにおける多孔質材料の使用に関する。

【0006】

ＵＳ２００５／０１５９４９７Ａ１は、化学検知剤を含むエアロゲルを含むモノリシックエアロゲルを迅速に製造する方法及び装置を開示している。この方法は、密封された容器内にゲル前駆体溶液又は予形成されたゲルを、ゲル又はゲル前駆体が容器の内部容積を少なくとも部分的に満たし、密封容器がホットプレスの対向プレート間に配置するように提供し；ホットプレスプレートを介して密封容器を加熱して拘束力を加え（拘束力は容器の実質的な通気を最小限に抑えるのに十分である）；エアロゲルを形成するのに有効な条件下で、加えられた拘束力を制御可能に解放することを含む。この方法を実施するための好ましい装置は、上部及び下部のプレスプレートを有するホットプレスと、上部及び下部プレートの間に配置された型の形態である。ドープ化されたエアロゲルモノリスとその化学センサとしての使用についても記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】ＷＯ００／２４７９９

【特許文献2】ＷＯ２００９／０２７３１０

【特許文献3】ＷＯ２０１６／１５０６８４Ａ１

【特許文献4】ＵＳ２００５／０１５９４９７Ａ１

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

型の使用に関連する特定の問題は、ゲルから溶媒を除去するために、ＣＯ_２などの移動相がゲルの表面に到達しなければならないことである。溶媒の除去中において、乾燥を可能な限り迅速に乾燥を行うためには、ゲルの全側面で周囲の雰囲気への溶媒の拡散が行われることが好ましい。乾燥時間は、ゲル内の任意の点と周囲の雰囲気との間の最大距離に応じて指数関数的に増加し、これはゲルの厚さとゲル表面の移動相へのアクセス性に影響される。移動相に対して不透過性の表面を有する典型的な型では、ゲルの全側面に対する移動相の低下されたアクセス性のため、ゲル化された塊体からの最適な溶媒の除去ができないため、特に厚いゲルの場合には、ゲル化塊体を型から取り出して別個に乾燥させることが有利な場合がある。しかし、場合によっては、ゲル化塊体の形状が安定しておらず、乾燥中に支持する必要がある。複数のゲル塊体を同時に乾燥させる場合は、移動相がすべてのゲル塊体に全側面からアクセスできるようにするために、互いに分離させる必要がある。

【0009】

したがって、本発明の目的は、上記の不利な点を回避することであった。特に、ゲル化塊体を所望の形状に保つことができ、ゲルからの溶媒の除去を時間的に効率よく行うことができる、多孔質材料から作られた塊体の製造方法を提供する必要がある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

本発明によれば、この目的は、ゾル－ゲル法によって多孔質材料の前駆体から誘導される多孔質材料で作られる複数の塊体を製造する方法によって解決され、前記方法は：
（ｉ）多孔質材料の前駆体を、塊体の形状を規定する型に充填し、前記前駆体は少なくとも２つの反応性成分ＣＡ、ＣＢと溶媒Ｓを含み、そしてゲル塊体を形成する工程と、
（ｉｉ）複数のゲル塊体を形成するように、工程（ｉ）を繰り返す工程と、
（ｉｉｉ）前記多孔質材料の前駆体から塊体が形成される所定時間の後に、前記ゲル塊体を前記型から取り出す工程と、
（ｉｖ）前記塊体を隣接させて配置する工程と、
（ｖ）２つの隣接するゲル塊体の間に、その間にクリアランスを提供するように少なくとも１つのスペーサーを設ける工程と、
（ｖｉ）前記ゲル塊体から溶媒Ｓを除去する工程と、
を含む。

【0011】

本明細書で使用される「スペーサー」という用語は、広義の用語であり、当業者にとって通常の慣用的な意味が与えられるべきであり、特別な意味又はカスタマイズされた意味に限定されるべきではない。この用語は、具体的には、限定されることなく、部品の間に固体材料が充填されていないか無いクリアランスを提供しつつ、アセンブリ内の２つの部品を分離するように構成された固体材料を指し得る。本開示では、スペーサーは、隣接するゲル塊体の間にクリアランスを提供して２つの隣接するゲル塊体を分離するように構成されている。さらに、スペーサーは、２つの隣接するゲル塊体に、特に、互いに向き合うゲル塊体の側面に機械的な支持を提供するように構成されてよい。隣接する２つのゲル塊体の分離により、スペーサーの固体材料で充填されていないクリアランスが隣接するゲル塊体の間に形成される。クリアランスによって、クリアランスを介してもゲル塊体から溶媒を除去することができる。つまり、スペーサーによって形成されたクリアランスは、ゲル塊体の全側面から、及び、スペーサーが配置された側面においてさえも、溶媒がクリアランスを介して流れることができるため、溶媒をゲル塊体から除去することができる。この目的のために、スペーサーは、ゲル塊体を乾燥させる間に溶媒が通って移動することができる有意かつ所定量の開口部の面積又は体積を提供するように形成される。

【0012】

本発明の方法によれば、驚くべきことに、隣接するゲル塊体の間に特別に設計されたスペーサーを設けることにより、ゲル塊体の形状を維持するための十分な機械的な支持と、移動相による溶媒の時間的に効率よい除去を可能にするゲル塊体間の十分なクリアランスを実現することができることがわかった。溶媒を除去すると、溶媒を含んでいた空洞によって形成された孔が残る。このように、溶媒を除去した後、塊体は多孔質であり、したがって、多孔質材料で作られた塊体であると確認されることができる。

【0013】

本発明の多孔質材料は、好ましくはエアロゲル又はキセロゲルである。

【0014】

スペーサーは、互いに接続された第１グリッドと第２グリッドを含むグリッドアセンブリであってよく、第１グリッドは第１開口部を含み、第２グリッドは第２開口部を含み、第１開口部と第２開口部は互いにずれている。したがって、第１開口部及び第２開口部は、２つのグリッドの平面において開放路を形成し、ゲルからの溶媒を含む移動相がそこを通って流れることを可能にする。

【0015】

グリッドアセンブリは、１．０ｍｍ～４．０ｍｍ、好ましくは１．２５ｍｍ～３．５ｍｍ、より好ましくは１．５ｍｍ～２．５ｍｍの厚さを有してよい。このように、グリッドアセンブリは、ゲル塊体を機械的に支持してその形状を維持するのに十分な安定性を有している。

【0016】

第１開口部及び／又は第２開口部は、規則的なパターンで配置されていても、又は不規則なパターンで配置されていてもよい。このように、開口部の広い範囲の可能な配置が実現可能である。

【0017】

第１開口部及び／又は第２開口部は、同一の又は異なる開口部面積を含んでよい。このように、開口部面積は、塊体の形状など、それぞれの用途に適合されてよい。

【0018】

第１開口部及び／又は第２開口部は、同一の形状又は異なる形状を含んでよい。このように、開口部の広い範囲の形状が可能である。

【0019】

第１開口部及び／又は第２開口部は、円形、長円形、楕円形、多角形、丸みを帯びたエッジを含む多角形、長方形、又は正方形の形状を含んでよい。このように、開口部の広い範囲の形状が可能である。

【0020】

この方法は、第１グリッド及び／又は第２グリッドの表面に、電気的に散逸性でゲル塊体に対して非粘着性の材料からなるコーティングを少なくとも部分的に提供する工程をさらに含んでよい。グリッドは、電気的に散逸性で多孔質材料の前駆体及び塊体に対して非粘着性の材料から成るコーティングが設けられてよいため、前駆体に接触するように意図されたグリッドのエリアは、前駆体、多孔質材料、及び／又はそれらの中間生成物に付着することが防止される。これにより、多孔質材料から成る塊体はグリッドから確実かつ完全に取り出されることができる。さらに、コーティングが電気的散逸性のある材料で作られているため、グリッド、ゾル及び／又はゲルの静電荷による爆発が防止され、グリッドは防爆環境で使用されることができる。

【0021】

第１開口部及び第２開口部の合計開口部面積は、塊体の対向する外表面の４０％～９５％であってよい。これにより、かなり大きな開口部面積を実現することができる。

【0022】

本方法は、スペーサーとともに各ゲル塊体を、一体的に、好ましくはモノリシックに形成する工程をさらに含んでよい。したがって、スペーサーは、塊体の一部として形成されることができ、それは、隣接するゲル塊体の間にスペーサーとして機能する別個の構成部材を設けることを避けることができる。

【0023】

スペーサーは、ゲル塊体の少なくとも１つの表面から突出する複数の突起を含んでいてよい。このように、突起は、隣接するゲル塊体間のクリアランスを提供するのに役立つ。

【0024】

本方法は、各ゲル塊体の一表面にのみ突起を形成する工程をさらに含んでいてよく、ゲル塊体は、ゲル塊体のうちの１つの突起を含む表面が、それぞれの隣接する塊体の突起を含まない表面と対向するように、互いに隣接して配置される。このように、突起は、別個のスペーサーを省略できるように、ゲル塊体自体に形成することができる。それにより、方法ステップが少なくとも１ステップ削減される。

【0025】

突起のそれぞれは、直径が１．０～５．０ｍｍ、好ましくは１．２５～４．０ｍｍ、より好ましくは１．５～２．５ｍｍである円形の断面形状を有することができる。このように、突起はかなり小さくても、クリアランスを提供するのに十分に寸法づけされている。

【0026】

突起は、規則的なパターンで配置されていても、又は不規則なパターンで配置されていてもよい。このように、十分なクリアランスを提供する限り、突起は適宜配置されてよい。

【0027】

突起は、同一の形状又は異なる形状を有してよい。このように、十分なクリアランスを提供する限り、突起は適切な形状とすることができる。

【0028】

突起は、０．１ｍｍ～２０．０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ～５．０ｍｍ、より好ましくは１．０ｍｍ～３．０ｍｍの高さを有してよい。この高さは、隣接する塊体からの距離、つまりクリアランスの大きさを規定する。規定された高さにより、ゲル塊体の空間的配置とその間のクリアランスが最適化される。

【0029】

突起は、隣接する突起の外表面間の最小距離が０．１ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍとなるように配置されてよい。これにより、突起間の溶媒の十分な流れが確保される。

【0030】

突起は、円錐台として形成されてよい。このように、突起は、平らな先端を有し、鋭い先端ではなく、したがって、隣接する塊体の損傷が回避される。

【0031】

この方法は、ゲル塊体から溶媒Ｓを除去した後に、突起を除去する工程をさらに含んでよい。このように、塊体は、本方法の終了時には塊体は平面であり、したがって、塊体は、絶縁スラブとしてなどの塊体のいくつかの用途のために障害となるような不均一な部分を含まない。

【0032】

ゲル塊体は、立方体、円筒形、又は多角形の形状を有するスラブとして形成されてよく、そこでは、ゲル塊体は、最大の表面積を有する立方体、円筒形、又は多角形の側面が重力の方向に対して実質的に垂直に配向するように配置されている。したがって、スラブは、除去工程中、実質的に垂直に配向され得る。本明細書で使用される「実質的に垂直」という用語は、正確な垂直方向からの偏差が１０°以下、好ましくは５°以下であることを意味すると理解されるべきである。

【0033】

あるいは、ゲル塊体は、立方体、円筒形又は多角形の形状を有するスラブとして形成されてよく、そこでは、ゲル塊体は、最大の表面積を有する立方体、円筒形又は多角形の側面が重力の方向に対して実質的に平行になるように配置されている。したがって、除去工程の間、スラブは実質的に水平に配向され得る。本明細書で使用される「実質的に平行」という用語は、正確な平行方向からの偏差が１０°以下、好ましくは５°以下であることを意味すると理解されるべきである。

【0034】

ゲル塊体は、最大寸法を有する立方体、円筒形又は多角形のエッジが重力方向に対して実質的に垂直に配向されるように配置されてよい。ゲル塊体はスラブとして形成されてよく、スラブは少なくとも１０ｃｍの長さと少なくとも１０ｃｍの幅を有する。このようなスラブは、絶縁スラブとしてなどの広範な応用技術分野を有する。実用上の理由から、長さ及び／又は幅の上限は、２００ｃｍ又は１００ｃｍすらあり得る。

【0035】

ゲル塊体はスラブとして形成されてよく、該スラブは少なくとも０．５ｍｍの厚さを有する。実用上の理由から、厚さの上限は、２５．０ｍｍ、２０．０ｍｍ、又は１５．０ｍｍすらあり得る。このようなスラブは、絶縁スラブとしてなどの広範な応用技術分野を有する。

【0036】

スペーサーは、グリッド開口部を有するグリッドであってよい。これにより、隣接するゲル塊体の間のクリアランスと同様に十分な支持が提供される。

【0037】

グリッドは、塊体を担持し、該塊体が他のグリッドに係合することなく、その上に配置された他のグリッドを支持するように構成されてよい。したがって、ゲル塊体のたわみや変形を防止することができる。

【0038】

グリッドは、外側リムを含んでよく、外側リムは、塊体が他のグリッドに係合することなく、その上に配置された他のグリッドを支持するように構成されてよい。したがって、塊体はグリッド上で十分に保護される。

【0039】

グリッドの開口部は、同一の又は異なる開口部面積を有してよい。したがって、開口部面積は適宜規定されることができる。

【0040】

グリッド開口部は、規則的なパターンで配置されていても、又は不規則なパターンで配置されていてもよい。このように、開口部は適宜配置されてよい。

【0041】

グリッドは、開口部を規定する支柱を含んでいてよく、支柱は、１．０ｍｍ～５．０ｍｍ、好ましくは１．２５ｍｍ～４．５ｍｍ、より好ましくは１．５ｍｍ～４．０ｍｍの幅を有する。これにより、塊体の十分な支持とともに、十分な開口部面積が与えられる。

【0042】

ゲル塊体は、立方体、円筒形又は多角形の形状を有するスラブとして形成されてよく、ゲル塊体は、最大の表面積を有する立方体、円筒形又は多角形の側面が重力方向に対して実質的に垂直に配向されるように配置されている。したがって、除去工程中は、スラブは実質的に水平に配向されてよい。本明細書で使用される「実質的に垂直」という用語は、正確な垂直方向からの偏差が１０°以下、好ましくは５°以下であることを意味すると理解されるべきである。

【0043】

この方法は、グリッドの表面に、電気的に散逸性でゲル塊体に対して非粘着性の材料からなるコーティングを少なくとも部分的に提供する工程をさらに含んでよい。グリッドの表面が、電気的に散逸性で多孔質材料の前駆体及び塊体に対して非粘着性の材料から成るコーティングを少なくとも部分的に設けられているため、塊体に接触するように意図したグリッドのエリアは、塊体、多孔質材料、及び／又はそれらの中間生成物に付着することを防止される。これにより、多孔質材料から成る塊体はグリッドから確実かつ完全に取り除かれることができる。さらに、コーティングが電気的散逸性のある材料で作られているため、グリッド、ゾル及び／又はゲルの静電荷による爆発が防止され、グリッドを防爆環境で使用することができる。

【0044】

塊体からの溶媒の除去は、超臨界乾燥又は対流乾燥によって行われてよい。これにより、溶媒を確実に除去することができる。

【0045】

不織布、発泡金属又は焼結シートの層がスペーサーとして使用されてよい。

【0046】

さらに、上述のような方法によって得られた又は得られ得る多孔質材料で作られた塊体が開示されている。

【0047】

塊体、又は上述のような方法で得られたもしくは得られ得る塊体は、断熱材として、又は真空断熱パネル用に使用されることができる。本発明によって得ることができる多孔質材料は、有利な熱的特性を有し、さらに、簡単な加工性及び高い機械的安定性、例えば低い脆性などのさらなる有利な特性を有する。

【0048】

本発明のさらなる展開によれば、多孔質材料で作られた塊体は、内部断熱システム又は外部断熱システムで使用される。本発明によって得ることができる多孔質材料は、有利な熱的特性を有し、さらに、簡単な加工性及び高い機械的安定性、例えば低い脆性などのさらなる有利な特性を有する。

【0049】

好ましい実施形態は、特許請求の範囲及び明細書で見出されことができる。好ましい実施形態の組み合わせは、本発明の範囲を出ない。使用される構成要素の好ましい実施形態が以下に記載される。

【0050】

有機及び無機エアロゲル及びキセロゲル、同様にそれらの調製方法は、現技術水準から知られている。ゾル－ゲル法では、反応性ゲル前駆体に基づくゾルが最初に生成され、続いてそのゾルが架橋反応によってゲル化されてゲルを形成する。ゲルから多孔質材料、例えばエアロゲルを得るために、液体が除去されなければならない。この工程は、簡単のため、以下で乾燥と称される。

【0051】

有機（例えばＰＵ）又は無機（例えばシリカ）の前駆体に基づくゲルモノリス又は粒子は、好ましくは超臨界抽出（すなわち、超臨界状態の媒体、例えばＣＯ_２を使用すること）により乾燥され、有機、無機又はハイブリッドエアロゲルが得られることは、一般に知られている。

【0052】

ゲルの化学的性質は様々であり得る。有機ゲルが提供されることは可能であるが、無機ゲルもまた本発明による方法を適用することが可能である。有機又は無機ゲルを調製する適切な方法は当業者に公知である。好ましくは、ゲルは、本発明による有機ゲルである。原則として、本方法はゲルの化学的性質に依存しない。したがって、本発明によれば、任意の有機又は無機ゲルが本方法で使用されることができ、例えば、合成ポリマー又はバイオポリマーに基づくゲルなどの有機ゲル又は無機ゲルが使用され得る。

【0053】

したがって、さらなる実施形態によれば、本発明は上記の方法にも関し、そこではゲルは有機ゲルである。

【0054】

本発明の目的に好ましい有機キセロゲル及びエアロゲルを以下に説明する。

【0055】

有機エアロゲル又はキセロゲルは、イソシアネートに基づく、及び任意にイソシアネートに対して反応性のある他の成分に基づくことが好ましい。例として、有機エアロゲル又はキセロゲルは、イソシアネートと、ＯＨ－官能性及び／又はＮＨ－官能性化合物に基づくことができる。

【0056】

本発明では、例えば、ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、又はポリ尿素に基づく有機キセロゲル、又はポリウレタン、ポリイソシアヌレート、又はポリ尿素に基づく有機エアロゲルが好ましい。

【0057】

したがって、本発明の１つの好ましい実施形態は、上記のようなプロファイルと、前記プロファイルによって少なくともある程度囲まれた断熱コアを有する複合要素を提供し、前記有機多孔質材料は、ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、又はポリ尿素に基づく有機キセロゲル、ポリウレタン、ポリイソシアヌレート、又はポリ尿素に基づく有機エアロゲル、及びこれらの２つ以上の組み合わせからなる群から選択される１つである。

【0058】

有機エアロゲル又はキセロゲルは、イソシアネート、及びイソシアネートに対して反応性のある成分に基づくことが特に好ましく、そこでは少なくとも１つの多官能芳香族アミンがイソシアネートに対して反応性のある成分として使用されている。有機キセロゲル又はエアロゲルがポリ尿素及び／又はポリイソシアヌレートに基づくものであることが好ましい。

【0059】

「ポリ尿素に基づく」とは、有機キセロゲル又はエアロゲル中のモノマー単位の結合の少なくとも５０ｍｏｌ％、好ましくは少なくとも７０ｍｏｌ％、特に少なくとも９０ｍｏｌ％がウレタン結合の形態をとることを意味する。「ポリ尿素に基づく」とは、有機キセロゲル又はエアロゲル中のモノマー単位の結合の少なくとも５０ｍｏｌ％、好ましくは少なくとも７０ｍｏｌ％、特に少なくとも９０ｍｏｌ％が尿素結合の形態をとることを意味する。「ポリイソシアヌレートに基づく」とは、有機キセロゲル又はエアロゲルにおけるモノマー単位の結合の少なくとも５０ｍｏｌ％、好ましくは少なくとも７０ｍｏｌ％、特に少なくとも９０ｍｏｌ％がイソシアヌレート結合の形態をとることを意味する。「ポリ尿素及び／又はポリイソシアヌレートに基づく」とは、有機キセロゲル又はエアロゲル中のモノマー単位の結合の少なくとも５０ｍｏｌ％、好ましくは少なくとも７０ｍｏｌ％、特に少なくとも９０ｍｏｌ％が、尿素結合及び／又はイソシアヌレート結合の形態をとることを意味する。

【0060】

ここで、本発明の複合要素は、種々のエアロゲル及びキセロゲルの組み合わせを含むこともできる。本発明の目的のために、複合要素が複数の絶縁コアを含むことも可能である。本発明の目的のために、複合要素は、有機多孔質材料と共に、他の絶縁材料、例えばポリウレタンを含むことも可能である。

【0061】

有機多孔質材料という用語は、以下、本発明で使用される有機エアロゲル又はキセロゲルを指すために使用される。

【0062】

使用される有機多孔質材料が、以下の工程を含む方法で得られることが好ましい：
（ａ）少なくとも１つの多官能イソシアネート（ａ１）及び少なくとも１つの多官能芳香族アミン（ａ２）を、任意に成分（ａ３）としての水の存在下で、及び、任意に少なくとも１つの触媒（ａ４）の存在下で反応させる工程；
（ｂ）エアロゲル又はキセロゲルを得るために溶媒を除去する工程。

【0063】

工程（ａ）の目的のために好ましく使用される成分（ａ１）から（ａ４）、及び定量的比率を以下に説明する。

【0064】

成分（ａ１）という用語は、すべての多官能イソシアネート（ａ１）について以下で使用される。同様に、成分（ａ２）という用語は、すべての多官能芳香族アミン（ａ２）について以下で使用される。言及されるモノマー成分が、有機多孔質材料中に反応した形態で存在することは、当業者に明らかである。

【0065】

本発明の目的のために、化合物の官能性とは、分子当たりの反応性基の数を意味する。モノマー成分（ａ１）の場合、官能性とは、分子当たりのイソシアネート基の数である。モノマー成分（ａ２）のアミノ基の場合、官能性とは、分子当たりの反応性アミノ基の数である。ここで多官能性化合物は、少なくとも２の官能性を有する。

【0066】

異なる官能性を有する化合物の混合物が成分（ａ１）又は（ａ２）として使用される場合、化合物の官能性は、それぞれの場合において、個々の化合物の官能性の数平均値から得られる。多官能性化合物は、分子当たり上記官能基のうち少なくとも２つを含む。

【0067】

成分（ａ１）
成分（ａ１）として、少なくとも１つの多官能イソシアネートを使用することが好ましい。

【0068】

本発明の方法の目的のために、成分（ａ１）の使用量は、いずれの場合も合計質量が１００質量％である成分（ａ１）、（ａ２）、及び関連する場合には成分（ａ３）の合計質量に基づいて、好ましくは少なくとも２０質量％、特に少なくとも３０質量％、特に好ましくは少なくとも４０質量％、非常に特に好ましくは少なくとも５５質量％、特に少なくとも６８質量％である。本発明の方法の目的のために、成分（ａ１）の使用量は、さらに好ましくは、いずれの場合も合計質量が１００質量％である成分（ａ１）、（ａ２）、及び関連する場合には（ａ３）の合計質量に基づいて、多くても９９．８質量％、特に多くても９９．３質量％、特に好ましくは多くても９７．５質量％である。

【0069】

使用できる多官能イソシアネートは、芳香族、脂肪族、脂環式、及び／又は芳香脂肪族のイソシアネートである。このタイプの多官能イソシアネートは、それ自体が公知であるか、又はそれ自体が公知の方法で生成されることができる。多官能イソシアネートは、特に混合物の形態で使用されることもでき、この場合、成分（ａ１）は、様々な多官能イソシアネートを含む。モノマーユニット（ａ１）として使用されることができる多官能イソシアネートは、モノマー成分の分子当たり２つ以上のイソシアネート基を有する（ジイソシアネートという用語が前者について以下で使用される）。

【0070】

特に適切な化合物は、ジフェニルメタン２，２’－、２，４’－、及び／又は４，４’－ジイソシアネート（ＭＤＩ）、ナフチレン１，５－ジイソシアネート（ＮＤＩ）、トリレン２，４－及び／又は２，６－ジイソシアネート（ＴＤＩ）、３，３’－ジメチルジフェニルジイソシアネート、１，２－ジフェニルエタンジイソシアネート、及び／又はｐ－フェニレンジイソシアネート（ＰＰＤＩ）、トリ－、テトラ－、ペンタ－、ヘキサ－、ヘプタ－、及び／又はオクタメチレンジイソシアネート、２－メチルペンタメチレン１，５－ジイソシアネート、２－エチルブチレン１，４－ジイソシアネート、ペンタメチレン１，５－ジイソシアネート、ブチレン１，４－ジイソシアネート、１－イソシアナト－３，３，５－トリメチル－５－イソシアナトメチル－シクロヘキサン（イソホロンジイソシアネート、ＩＰＤＩ）、１，４－及び／又は１，３－ビス（イソシアナトメチル）シクロヘキサン（ＨＸＤＩ）、シクロヘキサン１，４－ジイソシアネート、１－メチルシクロヘキサン２，４－及び／又は２，６－ジイソシアネート、及び、ジシクロヘキシルメタン４，４’－、２，４’－、及び／又は２，２’－ジイソシアネートである。

【0071】

多官能イソシアネート（ａ１）として、芳香族イソシアネートが好ましい。これは、水が成分（ａ３）として使用される場合に特に当てはまる。

【0072】

以下は、成分（ａ１）の多官能イソシアネートの特に好ましい実施形態である：
ｉ）トリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）、特に２，４－ＴＤＩもしくは２，６－ＴＤＩ、又は２，４－及び２，６－ＴＤＩの混合物に基づく多官能イソシアネート；
ｉｉ）ジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）、特に２，２’－ＭＤＩ又は２，４’－ＭＤＩ又は４，４’－ＭＤＩ、又はポリフェニルポリメチレンイソシアネートとも称されるオリゴマーＭＤＩ、又は上記のジフェニルメタンジイソシアネートの２つ又は３つの混合物、又はＭＤＩの生成の間に得られる粗ＭＤＩ、又はＭＤＩの少なくとも１つのオリゴマー、及び上記の低分子量のＭＤＩ誘導体の少なくとも１つの混合物に基づく多官能イソシアネート；
ｉｉｉ）実施形態ｉ）の少なくとも１つの芳香族イソシアネート、及び実施形態ｉｉ）の少なくとも１種の芳香族イソシアネートの混合物。

【0073】

オリゴマージフェニルメタンジイソシアネートは、多官能イソシアネートとして特に好ましい。オリゴマージフェニルメタンジイソシアネート（以下、オリゴマーＭＤＩと称する）は、複数のオリゴマー縮合物、したがってジフェニルメタンジイソシアネート（ＭＤＩ）誘導体の混合物を含む。多官能イソシアネートはまた、好ましくはモノマー芳香族ジイソシアネート及びオリゴマーＭＤＩの混合物から構成され得る。

【0074】

オリゴマーＭＤＩは、２より大きい、特に３又は４又は５の官能性を有する１つ以上のＭＤＩの多核縮合物（ｐｏｌｙｎｕｃｌｅａｒ ｃｏｎｄｅｎｓａｔｅ）を含む。オリゴマーＭＤＩは公知であり、しばしばポリフェニルポリメチレンイソシアネート、あるいはポリマーＭＤＩと称される。オリゴマーＭＤＩは、通常、異なる官能性を有するＭＤＩに基づくイソシアネートの混合物から構成される。オリゴマーＭＤＩは、通常、モノマーＭＤＩとの混合物で使用される。

【0075】

オリゴマーＭＤＩを含むイソシアネートの（平均）官能性は、約２．２～約５の範囲、特に２．４～３．５の範囲、特に２．５～３の範囲で変化し得る。異なる官能性を有するＭＤＩに基づく多官能イソシアネートのこのタイプの混合物は、特に、通常、塩酸による触媒作用によってＭＤＩの生成中に、粗ＭＤＩ生成の中間生成物の形態で生成される粗ＭＤＩである。

【0076】

多官能イソシアネート及びＭＤＩに基づく複数の多官能イソシアネートの混合物は、公知であり、例として、ＢＡＳＦ Ｐｏｌｙｕｒｅｈａｎｅｓ ＧｍｂＨより商標Ｌｕｐｒａｎａｔ（登録商標）として販売されている。

【0077】

成分（ａ１）の官能性は少なくとも２、特に少なくとも２．２、特に好ましくは少なくとも２．４であることが好ましい。成分（ａ１）の官能性は、好ましくは２．２～４、特に好ましくは２．４～３である。

【0078】

成分（ａ１）におけるイソシアネート基の含有量は、好ましくは５～１０ｍｍｏｌ／ｇ、特に６～９ｍｍｏｌ／ｇ、特に好ましくは７～８．５ｍｍｏｌ／ｇである。当業者は、イソシアネート基の含有量（ｍｍｏｌ／ｇ）、及び当量（ｇ／当量）として知られる特性が、相互関係を有することを知っている。ｍｍｏｌ／ｇでのイソシアネート基の含有量は、ＡＳＴＭ Ｄ－５１５５－９６Ａに従って質量％での含有量から得られる。

【0079】

好ましい一実施形態において、成分（ａ１）は、ジフェニルメタン４，４’－ジイソシアネート、ジフェニルメタン２，４’－ジイソシアネート、ジフェニルメタン２，２’－ジイソシアネート、及びオリゴマージフェニルメタンジイソシアネートから選択される少なくとも１つの多官能イソシアネートから構成される。この好ましい実施形態の目的のため、成分（ａ１）は特に好ましくは、オリゴマージフェニルメタンジイソシアネートを含み、少なくとも２．４の官能性を有する。

【0080】

使用される成分（ａ１）の粘度は幅広く変化し得る。成分（ａ１）は、１００～３０００ｍＰａ．ｓ、特に２００～２５００ｍＰａ．ｓの粘度を有することが好ましい。

【0081】

成分（ａ２）
本発明は、成分（ａ２）として、少なくとも１つの多官能ＯＨ－官能化又はＮＨ－官能化化合物を使用する。本発明の好ましい方法の目的のため、成分（ａ２）は少なくとも１つの多官能芳香族アミンである。

【0082】

成分（ａ２）は、ある程度その場で生成されることができる。このタイプの実施形態において、工程（ａ）のための反応は、水（ａ３）の存在下で行われる。水はイソシアネート基と反応し、ＣＯ_２の放出と共にアミノ基を与える。したがって、多官能アミンは、ある程度、（その場で）中間生成物として生成される。反応の過程で、それらは、イソシアネート基と反応して尿素結合を与える。

【0083】

この好ましい実施形態において、反応は水（ａ３）、及び成分（ａ２）としての多官能芳香族アミンの存在下で、及び任意で触媒（ａ４）の存在下で行われる。同様に好ましいように、別の実施形態においては、成分（ａ１）及び成分（ａ２）としての多官能芳香族アミンの反応は、任意で触媒（ａ４）の存在下で行われる。ここでは水（ａ３）は存在しない。

【0084】

多官能芳香族アミンはそれ自体当業者に知られている。多官能アミンは、分子当たり、イソシアネートに対して反応性のある少なくとも２つのアミノ基を有するアミンである。ここでイソシアネートに対して反応性のある基は、第一級アミノ基及び第二級アミノ基であり、ここで第一級アミノ基の反応性は、一般に、第二級アミノ基の反応性よりも著しく高い。

【0085】

多官能芳香族アミンは、好ましくは、２つの第一級アミノ基を有する二核芳香族化合物（二官能芳香族アミン）、２つより多い第一級アミノ基を有する対応する三核芳香族化合物、又は多核芳香族化合物、又は、上記化合物の混合物である。特に好ましい成分（ａ２）の多官能芳香族アミンは、ジアミノジフェニルメタンの異性体及び誘導体である。

【0086】

言及された二官能二核芳香族アミンは、特に好ましくは一般式Ｉのものである、

【0087】

【化1】

【0088】

式中、Ｒ^１及びＲ^２は同一又は異なっていてよく、互いに独立して、水素及び１～６つの炭素原子を有する直鎖状又は分岐状アルキル基から選択され、及び、全ての置換基Ｑ^１～Ｑ^５及びＱ^１’～Ｑ^５’は同一又は異なっており、互いに独立して、水素、第一級アミノ基、及び１～１２個の炭素原子を有する直鎖状又は分岐状アルキル基から選択され、そこではアルキル基はさらなる官能基を有してもよく、ただし一般式Ｉの化合物が少なくとも２つの第一級アミノ基を有し、Ｑ^１、Ｑ^３及びＱ^５のうち少なくとも１つが第一級アミノ基であり、Ｑ^１’、Ｑ^３’及びＱ^５’のうち少なくとも１つが第一級アミノ基である。

【0089】

一実施形態において、一般式Ｉの置換基Ｑのためのアルキル基は、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル及びｔｅｒｔ－ブチルから選択される。以下、この種類の化合物は、置換芳香族アミン（ａ２－ｓ）と称される。しかしながら、全ての置換基Ｑは、それらが上記で規定されているアミノ基でない限り（使用される用語は、非置換多官能芳香族アミンである）、水素であることも同様に好ましい。一般式Ｉの目的のためのＲ^１及びＲ^２は、同一又は異なっており、及び、互いに独立して、水素、第一級アミノ基、及び１～６つの炭素原子を有する直鎖状又は分岐状アルキル基から選択されることが好ましい。Ｒ^１及びＲ^２は、水素及びメチルから選択されることが好ましい。特に好ましくはＲ^１＝Ｒ^２＝Ｈである。

【0090】

他の適切な多官能芳香族アミン（ａ２）は、特にトルエンジアミンの異性体及び誘導体である。成分（ａ２）の目的のために、トルエンジアミンの特に好ましい異性体及び誘導体は、トルエン－２，４－ジアミン及び／又はトルエン－２，６－ジアミン及びジエチルトルエンジアミン、特に３，５－ジエチルトルエン－２，４－ジアミン及び／又は３，５－ジエチルトルエン－２，６－ジアミンである。

【0091】

成分（ａ２）は、４，４’－ジアミノジフェニルメタン、２，４’－ジアミノジフェニルメタン、２，２’－ジアミノジフェニルメタン及びオリゴマージアミノジフェニルメタンから選択される少なくとも１つの多官能芳香族アミンを含むことが特に非常に好ましい。

【0092】

オリゴマージアミノジフェニルメタンは、アニリン及びホルムアルデヒドの１つ以上の多核メチレン架橋縮合物を含む。オリゴマーＭＤＡは、少なくとも１つ、しかし一般的には複数の、２を超える、特に３又は４又は５の官能性を有するＭＤＡのオリゴマーを含む。オリゴマーＭＤＡは既知であるか、又はそれ自体既知の方法により生成されることができる。オリゴマーＭＤＡは通常はモノマーＭＤＡとの混合物の形態で使用される。

【0093】

成分（ａ２）の多官能アミンの（平均）官能性は、このアミンがオリゴマーＭＤＡを含む場合、約２．３～約５、特に２．３～３．５、特に２．３～３の範囲で変化し得る。このような変化する官能性を有するＭＤＡに基づく多官能アミンの混合物の１つは、特に粗ＭＤＩであり、それは特に、アニリンとホルムアルデヒドとの縮合中に、通常は塩酸により触媒される粗ＭＤＩの生成の中間生成物として生成される。

【0094】

少なくとも１つの多官能芳香族アミンが、ジアミノジフェニルメタン、又はジアミノジフェニルメタンの誘導体を含むことが特に好ましい。少なくとも１つの多官能芳香族アミンが、オリゴマージアミノジフェニルメタンを含むことが特に好ましい。成分（ａ２）が、化合物（ａ２）としてオリゴマージアミノジフェニルメタンを含み、その全官能性が、少なくとも２．１であることが特に好ましい。特に、成分（ａ２）はオリゴマージアミノジフェニルメタンを含み、その官能性は少なくとも２．４である。本発明の目的のために、成分（ａ２）の目的のために置換多官能芳香族アミンを使用することにより、第一級アミノ基の反応性を制御することが可能である。言及され、以下に述べられ、以下では（ａ２－ｓ）と称される置換多官能芳香族アミンは、単独で、又は上記の（非置換）ジアミノジフェニルメタン（式Ｉにおける全てのＱは、それらがＮＨ_２でない限り水素である）との混合物で使用されることができる。

【0095】

この実施形態において、上記式Ｉの目的のためのＱ^２，Ｑ^４、Ｑ^２’、及びＱ^４’は、付随する規定を含めて、一般式Ｉの化合物が少なくとも１つの直鎖状又は分岐状のアルキル基を有するように選択されることが好ましく、それは芳香族環に結合した少なくとも１つの第一級アミノ基に関してα位に１～１２個の炭素原子を有するさらなる官能基を有することができる。本実施形態において、Ｑ^２，Ｑ^４、Ｑ^２’、及びＱ^４’は、置換芳香族アミン（ａ２－ｓ）が、それぞれα位に１～１２個の炭素原子を有する１つ又は２つの直鎖状又は分岐状アルキル基を有する少なくとも２つの第一級アミノ基を有するように選択されることが好ましく、そこではそれらはさらなる官能基を有することができる。Ｑ^２，Ｑ^４、Ｑ^２’、及びＱ^４’の１つ以上が、それらが１～１２個の炭素原子を有する直鎖状又は分岐状のアルキル基であり、これらがさらなる官能基を有するように選択される限り、これらの官能基としては、アミノ基及び／又はヒドロキシ基、及び／又はハロゲン原子が好ましい。

【0096】

アミン（ａ２－ｓ）は、３，３’，５，５’－テトラアルキル－４，４’－ジアミノジフェニルメタン、３，３’，５，５’－テトラアルキル－２，２’－ジアミノジフェニルメタン、及び３，３’，５，５’－テトラアルキル－２，４’－ジアミノジフェニルメタンからなる群から選択されることが好ましく、そこでは３、３’、５、及び５’位のアルキル基は、同一又は異なっていてよく、互いに独立して、１～１２個の炭素原子を有する直鎖状又は分岐状のアルキル基から選択され、これらはさらなる官能基を有してもよい。上記のアルキル基は、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル又はｔｅｒｔ－ブチル（それぞれの場合で非置換）であることが好ましい。

【0097】

一実施形態において、置換基Ｑの１つ以上のアルキル基の水素原子の１つ、複数、又は全ては、ハロゲン原子、特に塩素によって置換されていてよい。あるいは、置換基Ｑの１つ以上のアルキル基の水素原子の１つ、複数、又は全ては、ＮＨ_２又はＯＨによって置換されてよい。しかしながら、一般式Ｉの目的のためのアルキル基は、炭素及び水素から構成されることが好ましい。

【0098】

特に好ましい一実施形態において、成分（ａ２－ｓ）は、３，３’，５，５’－テトラアルキル－４，４’－ジアミノジフェニルメタンを含み、アルキル基は、同一又は異なっていてよく、互いに独立して、１～１２個の炭素原子を有する直鎖状又は分岐状のアルキル基から選択され、これらはさらなる官能基を任意で有してもよい。上記のアルキル基は、好ましくは非置換のアルキル基、特にメチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、及びｔｅｒｔ－ブチルから選択され、特に好ましくはメチル及びエチルから選択される。３，３’，５，５’－テトラエチル－４，４’－ジアミノジフェニルメタン、及び／又は３，３’，５，５’－テトラメチル－４，４’－ジアミノジフェニルメタンが特に非常に好ましい。

【0099】

上記の成分（ａ２）の多官能アミンは、それ自体当業者には既知であるか、又は既知の方法で生成されることができる。既知の方法の１つは、アニリン又はアニリン誘導体とホルムアルデヒドとを、酸性触媒を用いてそれぞれ反応させる方法である。

【0100】

上記で説明した通り、成分（ａ３）としての水は、成分（ａ１）の追加の多官能芳香族イソシアネートと事前に計算された量で反応し、その場で対応する多官能芳香族アミンを与えるという点で、多官能芳香族アミンをある程度置換することができる。

【0101】

有機ゲル前駆体（Ａ）という用語は、以下、成分（ａ１）～（ａ３）について使用される。

【0102】

触媒（ａ４）
好ましい一実施形態において、本発明の方法は、好ましくは、成分（ａ４）として少なくとも１つの触媒の存在下で実行される。

【0103】

使用可能な触媒は、原則として、当業者に知られている任意の触媒、イソシアネートの三量化を促進させる任意の触媒（これらは三量化触媒として知られている）、及び／又はイソシアネートとアミノ基との反応を促進させる任意の触媒（これらはゲル触媒として知られている）、及び／又は―水が使用される範囲で―イソシアネートと水との反応を促進させる任意の触媒（これらは発泡触媒として知られている）であり得る。

【0104】

対応する触媒は、それ自体知られており、上記３つの反応に関して異なる方法で機能する。したがって、それらは性能に応じて、上記タイプの１つ以上に割り当てられることができる。当業者はさらに、上記反応以外の反応も起こり得ることを知っている。

【0105】

対応する触媒は、とりわけそれらの発泡に対するゲル比に基づいて特徴付けることができ、例としてポリウレタン［ポリウレタン（複数）］３ｒｄ ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｇ．Ｏｅｔｅｒｌ，Ｈａｎｓｅｒ Ｖｅｒｌａｇ，Ｍｕｎｉｃｈ，１９９３年、１０４～１１０頁により知られている。

【0106】

成分（ａ３）がない、すなわち水が使用されない限り、好ましい触媒は、三量化プロセスに関して著しい活性を有する。これはネットワーク構造の均一性に有利な効果を有し、結果として、特に有利な機械的特性が得られる。

【0107】

成分（ａ３）として水が使用される限り、好ましい触媒（ａ４）は、バランスのとれた発泡に対するゲル比を有するため、成分（ａ１）と水との反応が、ネットワーク構造に不利な影響を伴うほど過度に促進されず、同時に短いゲル化時間が得られ、それにより離型時間が有利に短縮する。好ましい触媒は、同時に三量化に関して著しい活性を有する。これは、ネットワーク構造の均一性に有利な効果をもたらし、特に有利な機械的特性を与える。

【0108】

触媒はモノマーユニット（組み込み可能な触媒）であっても、又は組み込み不可能であってもよい。

【0109】

成分（ａ４）の最小有効量を使用することは有利である。成分（ａ１）、（ａ２）及び（ａ３）の合計１００質量部に基づいて、成分（ａ４）を、０．０１～５質量部、特に０．１～３質量部、特に好ましくは０．２～２．５質量部使用することが好ましい。

【0110】

成分（ａ４）の目的のための好ましい触媒は、第一級、第二級、及び第三級アミン、トリアジン誘導体、有機金属化合物、金属キレート、第四級アンモニウム塩、水酸化アンモニウム、ならびにアルカリ金属及びアルカリ土類金属の水酸化物、アルコキシド、及びカルボキシレートからなる群から選択される。

【0111】

適切な触媒は、特に、強塩基、例えばアルキル部分に１～４つの炭素原子を有する水酸化テトラアルキルアンモニム及び水酸化ベンジルトリメチルアンモニウムなどの第四級水酸化アンモニウム、例えば水酸化カリウム又は水酸化ナトリウムなどのアルカリ金属水酸化物、及び例えばナトリウムメトキシド、カリウムエトキシド、及びナトリウムエトキシドなどのアルカリ金属アルコキシド、及びカリウムイソプロポキシドである。

【0112】

さらに適切な三量化触媒は、特にカルボン酸のアルカリ金属塩、例えばギ酸カリウム、酢酸ナトリム、酢酸カリウム、酢酸セシウム、酢酸アンモニウム、プロピオン酸カリウム、ソルビン酸カリウム、２－エチルヘキサン酸カリウム、オクタン酸カリウム、トリフルオロ酢酸カリウム、トリクロロ酢酸カリウム、クロロ酢酸ナトリウム、ジクロロ酢酸ナトリウム、トリクロロ酢酸ナトリウム、アジピン酸カリウム、安息香酸カリウム、安息香酸ナトリウム、ならびに１０～２０個の炭素原子及び任意に側ＯＨ基を有する飽和又は不飽和長鎖脂肪酸のアルカリ金属塩である。

【0113】

他の適切な触媒は、特にＮ－ヒドロキシアルキル第四級アンモニウムカルボキシレート、例えばギ酸トリメチルヒドロキシプロピルアンモニウムホルメートである。

【0114】

適切な有機リン化合物、特にホスホレンの酸化物の例は、１－メチルホスホレンオキシド、３－メチル－１－フェニルホスホレンオキシド、１－フェニルホスホレンオキシド、３－メチル－１－ベンジルホスホレンオキシドである。

【0115】

有機金属化合物は、それ自体、特にゲル触媒として当業者に既知であり、同様に触媒（ａ４）として適切である。スズ２－エチルヘキサノエート及びジブチルスズジラウレートなどの有機スズ化合物が、成分（ａ４）の目的のために好ましい。金属アセチルアセトネート、特に亜鉛アセチルアセトネートがさらに好ましい。

【0116】

第三級アミンは、それ自体、ゲル触媒及び三量化触媒として当業者に知られている。第三級アミンは、触媒（ａ４）として、特に好ましい。好ましい第三級アミンは、特に、Ｎ，Ｎ－ジメチルベンジルアミン、Ｎ，Ｎ’－ジメチルピペラジン、Ｎ，Ｎ－ジメチルシクロヘキシルアミン、例えばＮ，Ｎ’，Ｎ”－トリス（ジメチルアミノプロピル）－ｓ－ヘキサヒドロトリアジンなどのＮ，Ｎ’，Ｎ”－トリス（ジアルキルアミノアルキル）－ｓ－ヘキサヒドロトリアジン、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、ビス（２－ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ－ペンタメチルジエチレントリアミン、メチルイミダゾール、ジメチルイミダゾール、アミノプロピルイミダゾール、ジメチルベンジルアミン、１，６－ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ－７－エン、トリエチルアミン、トリエチレンジアミン（ＩＵＰＡＣ：１，４－ジアザビシクロ［２，２，２］オクタン）、ジメチルアミノエタノールアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノエトキシエタノール、Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチルアミノエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、及びジイソプロパノールアミン、メチルジエタノールアミン、ブチルジエタノールアミン、及びヒドロキシエチルアニリンである。

【0117】

成分（ａ４）の目的のために特に好ましい触媒は、Ｎ，Ｎ－ジメチルシクロヘキシルアミン、ビス（２－ジメチルアミノエチル）エーテル、Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ，Ｎ－ペンタメチルジエチレントリアミン、メチルイミダゾール、ジメチルイミダゾール、アミノプロピルイミダゾール、ジメチルベンジルアミン、１，６－ジアザビシクロ［５．４．０］ウンデカ－７－エン、トリスジメチルアミノプロピルヘキサヒドロトリアジン、トリエチルアミン、トリス（ジメチルアミノメチル）フェノール、トリエチレンジアミン（ジアザビシクロ［２，２，２］オクタン）、ジメチルアミノエタノールアミン、ジメチルアミノプロピルアミン、Ｎ，Ｎ－ジメチルアミノエトキシエタノール、Ｎ，Ｎ，Ｎ－トリメチルアミノエチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、ジエタノールアミン、トリイソプロパノールアミン、ジイソプロパノールアミン、メチルジエタノールアミン、ブチルジエタノールアミン、ヒドロキシエチルアニリン、金属アセチルアセトネート、酢酸塩、プロピオン酸塩、ソルビン酸塩、ヘキサン酸エチル、オクタン酸塩及び安息香酸塩からなる群から選択される。

【0118】

本発明の目的のための好ましい触媒（ａ４）の使用は、改善された機械的特性、特に改善した圧縮強度を有する多孔質材料をもたらす。さらに、触媒（ａ４）の使用は、ゲル化時間を短縮、すなわち、他の特性に一切不利な影響を与えることなく、ゲル化反応を加速させる。

【0119】

溶媒
本発明において使用される有機エアロゲル又はキセロゲルは、溶媒の存在下で生成される。

【0120】

本発明の目的のため、溶媒という用語は、液体希釈剤、すなわち狭義での溶媒だけでなく、分散媒体も含む。混合物は、特に真性の溶液、コロイド溶液、又は例えば乳濁液又は懸濁液などの分散液であってよい。混合物が真性の溶液であることが好ましい。溶媒は、工程（ａ）の条件下で液体である化合物であり、好ましくは有機溶媒である。

【0121】

使用される溶媒は、原則として有機化合物、又は複数の化合物の混合物を含むことができ、溶媒は、混合物が供給される温度条件及び圧力条件（簡略化して溶液条件）下で液体である。溶媒の組成は、溶媒が、有機ゲル前駆体を溶解又は分散、好ましくは溶解させることが可能であるように選択される。有機エアロゲル又はキセロゲルを生成するための上記の好ましい方法の目的のために、好ましい溶媒は、有機ゲル前駆体（Ａ）のための溶媒、すなわち、反応条件下で有機ゲル前駆体（Ａ）が完全に溶解するものである。

【0122】

溶媒の存在下での反応の初期反応生成物は、ゲル、すなわち溶媒で膨潤した粘弾性の化学的ネットワークである。形成されたネットワークに対して良好な膨潤剤である溶媒は通常、微細な細孔、及び小さい平均孔径を有するネットワークをもたらす一方で、得られるゲルの膨潤剤として不十分な溶媒は通常、大きい平均孔径を有する粗い細孔のネットワークをもたらす。

【0123】

したがって、溶媒の選択は、所望の孔径分布、及び所望の多孔性に影響を及ぼす。溶媒の選択は、一般に、本発明の方法の工程（ａ）の間又は後に沈殿反応生成物の形成による沈殿又は凝集を非常に実質的に回避するような方法でも行われる。

【0124】

適切な溶媒が選択される場合、沈殿反応生成物の割合は、通常、混合物の総質量に基づいて、１質量％未満である。特定の溶媒中で形成される沈殿生成物の量は、ゲル化点の前に、適切なフィルタを通して反応混合物をろ過することにより、質量測定で決定することができる。

【0125】

使用できる溶媒は、イソシアネートに基づくポリマーのための溶媒であることが先行技術から知られている。ここで好ましい溶媒は、成分（ａ１）、（ａ２）、及び該当する場合は（ａ３）のための溶媒、すなわち、成分（ａ１）、（ａ２）、及び該当する場合は（ａ３）の成分を反応条件下で実質的に完全に溶解するものである。溶媒は、成分（ａ１）に対して不活性、すなわち、それに対して反応しないものであることが好ましい。

【0126】

使用できる溶媒の例は、ケトン、アルデヒド、アルキルアルカノエート、ホルムアミド及びＮ－メチルピロリドンなどのアミド、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド、脂肪族及び脂環式ハロゲン化炭化水素、ハロゲン化芳香族化合物、及びフッ素含有エーテルが挙げられる。上記の化合物の２つ以上で作られた混合物を使用することも可能である。

【0127】

アセタール、特にジエトキシメタン、ジメトキシメタン、及び１，３－ジオキソランも溶媒として使用することができる。

【0128】

ジアルキルエーテル及び環状エーテルも、溶媒として適している。好ましいジアルキルエーテルは特に２～６つの炭素原子を有するもの、特にメチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルプロピルエーテル、メチルイソプロピルエーテル、プロピルエチルエーテル、エチルイソプロピルエーテル、ジプロピルエーテル、プロピルイソプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルブチルエーテル、メチルイソブチルエーテル、メチルｔｅｒｔ－ブチルエーテル、エチル－ｎ－ブチルエーテル、エチルイソブチルエーテル、及びエチルｔｅｒｔ－ブチルエーテルである。特に好ましい環状エーテルは、テトラヒドロフラン、ジオキサン、及びテトラヒドロピランである。

【0129】

他の好ましい溶媒は、アルキルアルカノエート、特にギ酸メチル、酢酸メチル、ギ酸エチル、酢酸ブチル、及び酢酸エチルである。好ましいハロゲン化溶媒は、ＷＯ００／２４７９９、４頁１２行～５頁４行に記載されている。

【0130】

アルデヒド及び／又はケトンは、好ましい溶媒である。溶媒として適切なアルデヒド又はケトンは特に、一般式Ｒ^２－（ＣＯ）－Ｒ^１に対応するものであり、ここでＲ^１及びＲ^２は、水素、又は１、２、３又は４つの炭素原子を有するアルキル基である。適切なアルデヒド又はケトンは特に、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ｎ－ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、２－エチルブチルアルデヒド、バレルアルデヒド、イソペンタアルデヒド、２－メチルペンタアルデヒド、２－エチルヘキサアルデヒド、アクロレイン、メタクロレイン、クロトンアルデヒド、フルフラール、アクロレイン二量体、メタクロレイン二量体、１，２，３，６－テトラヒドロベンズアルデヒド、６－メチル－３－シクロヘキセンアルデヒド、シアンアセトアルデヒド、グリオキシル酸エチル、ベンズアルデヒド、アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルｎ－ブチルケトン、エチルイソプロピルケトン、２－アセチルフラン、２－メトキシ－４－メトキシペンタン－２－オン、シクロヘキサノン及びアセトフェノンである。上記のアルデヒド及びケトンは、混合物の形態で使用されることもできる。溶媒として、置換基当たり３つまでの炭素原子を有するアルキル基を有するケトン及びアルデヒドが、特に好ましい。一般式Ｒ^１（ＣＯ）Ｒ^２のケトンが、非常に特に好ましく、式中、Ｒ^１及びＲ^２は、互いに独立して、１つから３つの炭素原子を有するアルキル基から選択される。１つの第一の好ましい実施形態において、ケトンはアセトンである。別の好ましい実施形態において、２つの置換基Ｒ^１及び／又はＲ^２の少なくとも１つは、少なくとも２つの炭素原子を有するアルキル基、特にメチルエチルケトンを含む。本発明の方法と組合せて上記の特に好ましいケトンを使用することにより、特に小さい平均孔径を有する多孔質材料が得られる。限定を意図するものではなく、得られるゲルの細孔構造は、上記の特に好ましいケトンの比較的高い親和性のために、特に微細であると考えられる。

【0131】

多くの場合において、特に適切な溶媒は、上記溶媒から選択され、互いに完全に混和する２つ以上の化合物の混合物を使用することにより得られる。

【0132】

成分（ａ１）、（ａ２）、及び該当する場合は（ａ３）、及び該当する場合は（ａ４）、及び溶媒は、本発明の方法の工程（ａ）における反応の前に、適切な形態で供給されることが好ましい。

【0133】

一方で成分（ａ１）、他方で（ａ２）及び該当する場合は（ａ３）、及び該当する場合は（ａ４）は、いずれの場合も溶媒の適切な割合で別個に供給されることが好ましい。別個の供給は、混合プロセスの前又はその間のゲル化反応の理想的な監視又は制御を可能にする。

【0134】

水が成分（ａ３）として使用される限り、成分（ａ３）を成分（ａ１）とは別に供給することが特に好ましい。これにより、成分（ａ２）が存在しない状態で、ネットワークの形成を伴う水と成分（ａ１）の反応を回避する。さもなければ、水と成分（ａ１）の予混合は、細孔構造の均一性及び得られる材料の熱伝導率に関して、より有利でない特性をもたらす。工程（ａ）を実施する前の供給される混合物はまた、さらなる成分として、当業者に公知の従来の補助剤を含み得る。例として、界面活性剤物質、核剤、酸化安定剤、潤滑剤及び離型剤、染料、及び顔料、例えば加水分解、光、熱、又は変色に関する安定剤、無機及び／又は有機の充填剤、補強剤、及び殺生物剤を挙げることができる。

【0135】

上記の補助剤及び添加剤に関するさらなる詳細は、技術文献、例えばＰｌａｓｔｉｃｓ Ａｄｄｉｔｉｖｅ Ｈａｎｄｂｏｏｋ，５ｔｈ ｅｄｉｔｉｏｎ，Ｈ．Ｚｗｅｉｆｅｌ，ｅｄ．Ｈａｎｓｅｒ Ｐｕｂｌｉｓｈｅｒｓ，Ｍｕｎｃｈｅｎ，２００１年、１頁、及び４１～４３頁に見出すことができる。

【0136】

方法の工程（ａ）における反応を実行するためには、まず、工程（ａ）の反応の前に供給される成分の均一な混合物を生成する必要がある。

【0137】

工程（ａ）の目的のために反応される成分は、従来の方法で供給され得る。この目的のために、良好で迅速な攪拌を達成するために、攪拌器、又は他の混合装置を使用することが好ましい。混合プロセスにおける欠陥を回避するため、均一な混合物を生成するための必要な時間は、ゲル化反応が少なくとも部分的なゲルの形成に至る時間に対して短くなければならない。他の混合条件は一般に重大ではなく、例として、混合プロセスは、０～１００℃、及び０．１～１０ｂａｒ（絶対圧）、特に例として、室温及び大気圧で実施されることができる。均一な混合物が生成されると、混合装置は好ましくはスイッチオフされる。

【0138】

ゲル化反応は、重付加反応、特にイソシアネート基、及びアミノ基又はヒドロキシ基の
重付加反応を伴う。

【0139】

本発明の目的のため、ゲルは、液体と接触するポリマー（使用される用語は、ソルボゲル又はリオゲル、若しくは、水が液体として使用される場合：アクアゲル又はヒドロゲル）に基づく架橋系である。ここで、ポリマー相は、連続的する三次元的ネットワークを形成する。

【0140】

本発明の方法の工程（ａ）の目的のため、ゲルは通常、静置によって、すなわち、単に混合物を収容する容器、反応容器、又は反応器（以下、ゲル化装置と称する）を静置することにより生成される。ゲル化（ゲル形成）プロセスの間に、混合物はさらに攪拌、又は混合されないことが好ましい、なぜならこのことはゲルの形成を妨げる可能性があるからである。ゲル化プロセスの間、混合物を覆うか、又はゲル化装置を密封することが有利であることが証明されている。

【0141】

ゲル化プロセス自体は当業者に公知であり、例えばＷＯ２００９／０２７３１０の２１頁１９行～２３頁１３行に記載されている。

【0142】

原則として、いかなる溶媒も、それが二酸化炭素と混和可能であるか、又は得られたゲルからの溶媒の除去を可能にする十分な沸点を有する限り使用されることができる。一般に、溶媒は、当技術分野で公知の他の液体を使用することができるが、低分子有機化合物、すなわち１～６つ、好ましくは２～４つの炭素原子を有するアルコールであり得る。可能な溶媒は、例えば、ケトン、アルデヒド、アルキルアルカノエート、ホルムアミドなどのアミド、Ｎ－メチルピロリドン、Ｎ－エチルピロリドン、ジメチルスルホキシドなどのスルホキシド、脂肪族及び脂環式ハロゲン化炭化水素、ハロゲン化芳香族化合物、及びフッ素含有エーテルである。上記の化合物の２つ以上の混合物を使用することも可能である。他の有用な液体の例としては、酢酸エチル、アセト酢酸エチル、アセトン、ジクロロメタン、イソプロパノール、メチルエチルケトン、テトラヒドロフラン、プロピレンカーボネートなどが挙げられるが、これらに限定されない。

【0143】

溶媒のさらなる可能性はアセタール、特にジエトキシメタン、ジメトキシエタン及び１，３－ジオキソランである。

【0144】

ジアルキルエーテル及び環状エーテルも同様に溶媒として適している。好ましいジアルキルエーテルは、特に、２～６つの炭素原子を有するものであり、特にメチルエチルエーテル、ジエチルエーテル、メチルプロピルエーテル、メチルイソプロピルエーテル、プロピルエチルエーテル、エチルイソプロピルエーテル、ジプロピルエーテル、プロピルイソプロピルエーテル、ジイソプロピルエーテル、メチルブチルエーテル、メチルイソブチルエーテル、メチルｔ－ブチルエーテル、エチルｎ－ブチルエーテル、エチルイソブチルエーテル及びエチルｔ－ブチルエーテルである。好ましい環状エーテルは、特にテトラヒドロフラン、ジオキサン及びテトラヒドロピランである。

【0145】

アルデヒド及び／又はケトンが溶媒として特に好ましい。溶媒として適切なアルデヒド又はケトンは、特に、一般式Ｒ^２－（ＣＯ）－Ｒ^１に対応するものであり、式中、Ｒ^１及びＲ^２は、それぞれ水素又は１、２、３、４、５、６又は７つの炭素原子を有するアルキル基である。適切なアルデヒド又はケトンは特に、アセトアルデヒド、プロピオンアルデヒド、ｎ－ブチルアルデヒド、イソブチルアルデヒド、２－エチルブチルアルデヒド、バレルアルデヒド、イソペンタアルデヒド、２－メチルペンタアルデヒド、２－エチルヘキサアルデヒド、アクロレイン、メタクロレイン、クロトンアルデヒド、フルフラール、アクロレイン二量体、メタクロレイン二量体、１，２，３，６－テトラヒドロベンズアルデヒド、６－メチル－３－シクロヘキセンアルデヒド、シアンアセトアルデヒド、グリオキシル酸エチル、ベンズアルデヒド、アセトン、ジエチルケトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、メチルｎ－ブチルケトン、メチルペンチルケトン、ジプロピルケトン、エチルイソプロピルケトン、エチルブチルケトン、ジイソブチルケトン、５－メチル－２－アセチルフラン、２－アセチルフラン、２－メトキシ－４－メトキシペンタン－２－オン、５－メチルヘプタン－３－オン、２－ヘプタノン、オクタノン、シクロヘキサノン、シクロペンタノン及びアセトフェノンである。上記のアルデヒド及びケトンは、混合物の形態で使用されることもできる。置換基当たり３つまでの炭素原子を有するアルキル基を有するケトン及びアルデヒドが、溶媒として好ましい。

【0146】

さらに好ましい溶媒は、アルキルアルカノエート特にギ酸メチル、酢酸メチル、ギ酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸エチル、三酢酸グリセリン及びアセト酢酸エチルである。好ましいハロゲン化溶媒は、ＷＯ００／２４７９９、４頁１２行目から５頁４行目に記載されている。

【0147】

さらに適切な溶媒は、例えばジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート又はブチレンカーボネートのような有機カーボネートである。

【0148】

多くの場合、特に適切な溶媒は、上記溶媒から選ばれた２つ以上の完全に混和性のある化合物を使用することによって得られる。

【0149】

本発明の方法はまた、例えば適切な処理工程などのさらなる工程を含んでもよい。

【0150】

本発明の方法で得られる生成物は、好ましくは少なくとも７０体積％の細孔度を有する多孔質材料、特にエアロゲルである。多孔質材料は、粉末又はモノリシックブロックであってよい。多孔質材料は、有機多孔質材料、又は無機多孔質材料であってよい。

【0151】

さらなる実施態様において、多孔質材料は、約２ｎｍ～約２０００ｎｍの平均孔径を有する。さらなる実施形態において、乾燥ゲル材料の平均孔径は、約４ｎｍ、約６ｎｍ、約８ｎｍ、約１０ｎｍ、約１２ｎｍ、約１４ｎｍ、約１６ｎｍ、約１８ｎｍ、約２０ｎｍ、約２５ｎｍ、約３０ｎｍ、約３５ｎｍ、約４０ｎｍ、約４５ｎｍ、約５０ｎｍ、約６０ｎｍ、約７０ｎｍ、約８０ｎｍ、約９０ｎｍ、約１００ｎｍ、約２００ｎｍ、約５００ｎｍ、約１０００ｎｍ、又は約２０００ｎｍであってよい。多孔質材料の細孔のサイズ分布は、本発明によれば、単峰性又は多峰性であり得る。

【0152】

本発明の文脈において、表面積、細孔径、同様に細孔容積は、特に明記しない限り、ＩＳＯ９２７７：２０１０に従って、ＢＥＴにより測定した。この国際規格は、Ｂｒｕｎａｕｅｒ，Ｅｍｍｅｔｔ ａｎｄ Ｔｅｌｌｅｒ（ＢＥＴ）法に従って、物理的に吸着した気体の量を測定することにより、分散体（例えばナノ粉末）又は多孔質固体の全特定外表面積と内表面積を決定することを規定している。これは１９８４年と１９９４年の国際純正応用化学連合（ＩＵＰＡＣ）の推奨を考慮している。

【0153】

さらなる態様によれば、本発明はまた、本発明の方法により得られた又は得られ得る多孔質材料に関する。

【0154】

本発明の方法により得られた又は得られ得る多孔質材料は、異なる用途に適合可能である。

【0155】

本発明はまた、断熱材としての、又は真空断熱パネルのコア材料としての、上記に開示された多孔質材料、又は上記に開示された方法によりって得られた又は得られ得る多孔質材料の使用に関する。

【0156】

本発明はまた、多孔質材料を含む建築材料及び真空断熱パネル、ならびに断熱のための多孔質材料の使用に関する。好ましくは、本発明によって得られた材料は、特に建物における断熱のために、又は特に移動、輸送用途、又は例えば冷却装置などの固定用途、又は移動用途における冷断熱のために使用される。特定の用途のための機械的補強のために、繊維を添加剤として使用することができる。

【0157】

断熱材に使用される材料は、以下の用途分野：中空ブロックの断熱材として、マルチシェルビルディングブロックのコア断熱材として、真空断熱パネル（ＶＩＰ）のコア断熱材として、外部断熱システムのコア断熱材として、空洞壁工事の断熱材として、特にルーズフィル断熱材の関連において使用されることが好ましい。

【0158】

本発明のさらなる目的は、本発明による多孔質材料を含むか、又はそれからなる、成形品、ビルディングブロック又はモジュール、ビルシステム、及びビル複合材である。本発明の別の目的は、本発明による多孔質材料を含む真空断熱パネルである。さらに、断熱材及び多孔質材料は、特に押出し中空プロファイルの断熱に適しており、特に窓枠の断熱材のコア材料として適している。

【0159】

断熱材は、例えば、建物の内部又は外部の断熱、又は壁の空洞の断熱に用いられる断熱材である。本発明による多孔質材料は、例えば複合材料などの断熱システムに有利に使用されることができる。

【0160】

さらなる態様によれば、本発明はまた、上記に開示されているような多孔質材料、特に無機又は有機多孔質材料、又は触媒担体として上記に開示されているような方法によって得られた又は得られ得る多孔質材料、特に無機多孔質材料を、食品用途、又は医療、医薬及び化粧品用途のための添加剤としてのセンサの調製のために使用することに関する。いくつかの用途については、バイオポリマー、より具体的には多糖類に基づく多孔質材料を使用することが好ましい場合がある。化粧品用途においては、本発明の方法により得られた又は得られ得る多孔質材料、特に無機又は有機多孔質材料は、例えば、人体の臭気を処置する１つの方法である消臭活性剤として使用されることができる。これらは、デオドラント組成物として考えられるあらゆる形態で提供されることができる。それは、ローション、スプレー又はエアゾールとしての分散；クリーム特にチューブ又はグレーティングで分配されるクリーム；ロールアンとして又はグレーティングとして分配される液体ゲル；スティックの形態；ルースパウダー又はコンパクトパウダーの形態であり得、この点に関し、当業者には周知のこのタイプの製品に一般的に使用される成分を含み、ただし、それらは本発明によるエアロゲルを妨害しないことを条件とする。

【0161】

本発明はまた、断熱材としての、又は真空断熱パネルのための、上記に開示された多孔質材料、又は上記に開示された方法によって得られた又は得られ得る多孔質材料の使用に関する。断熱材は、例えば、建物の内部又は外部の断熱に用いられる断熱材である。本発明による多孔質材料は、例えば複合材料などの断熱システムに有利に使用されることができる。

【0162】

さらなる実施形態によれば、本発明はしたがって、上で開示された多孔質材料の使用に関し、そこでは多孔質材料は、内部又は外部断熱システムに使用される。

【0163】

要約すると、本発明は、以下の実施形態を含み、これらは、そこに定義されるそれぞれの相互依存性によって示される実施形態の特定の組み合わせを含む。

【0164】

実施形態１：ゾル－ゲル法によって多孔質材料の前駆体から誘導される多孔質材料で作られる複数の塊体を製造する方法であって：
（ｉ）前記多孔質材料の前駆体を、前記塊体の形状を規定する型に充填し、前記前駆体は少なくとも２つの反応性成分（ＣＡ，ＣＢ）と溶媒（Ｓ）を含み、そしてゲル塊体を形成する工程と、
（ｉｉ）複数のゲル塊体を形成するように、工程（ｉ）を繰り返す工程と、
（ｉｉｉ）前記多孔質材料の前駆体から前記ゲル塊体が形成される所定時間の後に、前記ゲル塊体を前記型から取り出す工程と、
（ｉｖ）前記ゲル塊体を互いに隣接させて配置する工程と、
（ｖ）２つの隣接するゲル塊体の間に、その間にクリアランスを提供するようにスペーサーを設ける工程と、
（ｖｉ）前記ゲル塊体から溶媒（Ｓ）を除去する工程と、
を含む、方法。

【0165】

実施形態２：前記スペーサーは、互いに接続された第１グリッドと第２グリッドを含むグリッドアセンブリであって、前記第１グリッドは第１開口部を含み、前記第２グリッドは第２開口部を含み、前記第１開口部と前記第２開口部は互いにずれている、実施形態１による方法。

【0166】

実施形態３：前記グリッドアセンブリは、１．０ｍｍ～４．０ｍｍ、好ましくは１．２５ｍｍ～３．５ｍｍ、より好ましくは１．５ｍｍ～２．５ｍｍの厚さを有している、実施形態２による方法。

【0167】

実施形態４：前記第１開口部及び／又は前記第２開口部が規則的なパターン又は不規則なパターンで配置されている、実施形態２又は３による方法。

【0168】

実施形態５：前記第１開口部及び／又は前記第２開口部が、同一の又は異なる開口部面積を含む、実施形態２～４のいずれか１つによる方法。

【0169】

実施形態６：前記第１開口部及び／又は前記第２開口部が、同一の形状又は異なる形状を有している、実施形態２～５のいずれか１つによる方法。

【0170】

実施形態７：前記第１開口部及び／又は前記第２開口部は、円形、長円形、楕円形、多角形、丸みを帯びたエッジを含む多角形、長方形、又は正方形の形状を有している、実施形態２から６のいずれか１つによる方法。

【0171】

実施形態８：前記第１グリッド及び／又は第２グリッドの表面に、電気的に散逸性で前記ゲル塊体に対して非粘着性の材料からなるコーティングを少なくとも部分的に提供する工程をさらに含む、実施形態２～７のいずれか１つによる方法。

【0172】

実施形態９：前記第１開口部及び第２開口部の合計開口部面積は、塊体の対向する外表面の４０％～９５％である、実施形態２～８のいずれか１つによる方法。

【0173】

実施形態１０：前記各ゲル塊体を前記スペーサーとともに、一体的に、好ましくはモノリシックに形成することをさらに含む、実施形態１による方法。

【0174】

実施形態１１：前記スペーサーは、前記ゲル塊体の少なくとも１つの表面から突出する複数の突起を含む、実施形態１０による方法。

【0175】

実施形態１２：前記各ゲル塊体の一表面にのみ前記突起を形成することをさらに含み、前記ゲル塊体は、前記ゲル塊体のうちの１つの前記突起を含む表面が、それぞれの隣接する前記塊体の突起を含まない表面と対向するように、互いに隣接して配置されている、実施形態１１による方法。

【0176】

実施形態１３：前記突起のそれぞれは、直径が１．０～５．０ｍｍ、好ましくは１．２５～４．０ｍｍ、より好ましくは１．５～２．５ｍｍである円形の断面形状を含む、実施形態１１又は１２による方法。

【0177】

実施形態１４：前記突起は、規則的なパターン又は不規則なパターンで配置されている、実施形態１０～１３のいずれか１つによる方法。

【0178】

実施形態１５：前記突起は、同一の形状又は異なる形状を有している、実施形態１０～１４のいずれか１つによる方法。

【0179】

実施形態１６：前記突起は、０．１ｍｍ～２０．０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ～５．０ｍｍ、より好ましくは１．０ｍｍ～３．０ｍｍの高さを有している、実施形態１０～１５のいずれか１つによる方法。

【0180】

実施形態１７：前記突起は、隣接する突起の外表面間の最小距離が０．１ｍｍとなるように配置されている、実施形態１０～１６のいずれか１つによる方法。

【0181】

実施形態１８：前記突起は、円錐台として形成される、実施形態１０～１７のいずれか１つによる方法。

【0182】

実施形態１９：前記ゲル塊体から前記溶媒（Ｓ）を除去した後に、前記突起を除去する工程をさらに含む、実施形態１０～１８のいずれか１つによる方法。

【0183】

実施形態２０：前記ゲル塊体は、立方体、円筒形、又は多角形の形状を有するスラブとして形成され、前記ゲル塊体は、最大の表面積を有する前記立方体、円筒形、又は多角形の側面が重力方向に対して実質的に垂直に配向するように配置されている、実施形態１～１９のいずれか１つによる方法。

【0184】

実施形態２１：前記ゲル塊体は、立方体、円筒形又は多角形の形状を有するスラブとして形成され、前記ゲル塊体は、最大の表面積を有する前記立方体、円筒形、又は多角形の側面が重力方向に対して実質的に平行に配向するように配置されている、実施形態１～１９のいずれか１つによる方法。

【0185】

実施形態２２：前記ゲル塊体は、最大の寸法を有する前記立方体、円筒形、又は多角形のエッジが重力方向に対して実質的に垂直に配向するように配置されている、実施形態２０又は２１による方法。

【0186】

実施形態２３：前記ゲル塊体はスラブとして形成され、前記スラブは少なくとも１０ｃｍの長さと少なくとも１０ｃｍの幅を有する、実施形態１～２２のいずれか１つによる方法。

【0187】

実施形態２４：前記ゲル塊体はスラブとして形成され、前記スラブは少なくとも０．５ｍｍの厚さを有している、実施形態１～２３のいずれか１つによる方法。

【0188】

実施形態２５：前記スペーサーは、グリッド開口部を含むグリッドである、実施形態１による方法。

【0189】

実施形態２６：前記グリッド開口部は、同一の又は異なる開口部面積を有している、実施形態２５による方法。

【0190】

実施形態２７：前記グリッド開口部は、規則的なパターン又は不規則なパターンで配置されている、実施形態２５～２６のいずれか１つによる方法。

【0191】

実施形態２８：前記グリッドは、前記グリッド開口部を規定する支柱を含み、前記支柱は、１．０ｍｍ～５．０ｍｍ、好ましくは１．２５ｍｍ～４．５ｍｍ、より好ましくは１．５ｍｍ～４．０ｍｍの幅を有する、実施形態２５～２７のいずれか１つによる方法。

【0192】

実施形態２９：前記ゲル塊体は、立方体、円筒形又は多角形の形状を有するスラブとして形成され、前記ゲル塊体は、最大の表面積を有する前記立方体、円筒形、又は多角形の側面が重力方向に対して実質的に垂直に配向するように配置されている、実施形態２５～２８のいずれか１つによる方法。

【0193】

実施形態３０：前記グリッドの表面に、電気的に散逸性で前記ゲル塊体に対して非粘着性の材料からなるコーティングを少なくとも部分的に提供する工程をさらに含む、実施形態２５～２９のいずれか１つによる方法。

【0194】

実施形態３１：前記塊体からの前記溶媒の除去は、超臨界乾燥によって行われる、実施形態２５～３０のいずれか１つによる方法。

【0195】

実施形態３２：前記グリッドは、前記塊体を担持し、前記塊体が他のグリッドに係合することなく、その上に配置された他のグリッドを支持するように構成されている、実施形態２５～３０のいずれか１つによる方法。

【0196】

実施形態３３：前記グリッドは、外側リムを含み、前記外側リムは、前記塊体が他のグリッドに係合することなく、その上に配置された他のグリッドを支持するように構成されている、実施形態３２による方法。

【0197】

実施形態３４：前記塊体からの前記溶媒の除去は、超臨界乾燥又は対流乾燥によって行われる、実施形態１～２４又は３２～３３のいずれか１つによる方法。

【0198】

実施の形態３５：実施形態１～３４のいずれか１つによる方法で得られた又は得られ得る多孔質材料で作られた塊体。

【0199】

実施形態３６：断熱材としての、又は真空断熱パネル用の、実施形態３５による塊体、又は実施形態１～３４のいずれか1つによる方法よって得られた又は得られ得る塊体の使用。

【0200】

実施形態３７：前記塊体は、内部断熱システム又は外部断熱システムで使用される、実施形態３６による使用。

【図面の簡単な説明】

【0201】

本発明のさらなる特徴及び実施形態は、後続の説明において、特に従属請求項と関連して、より詳細に開示される。そこでは、それぞれの特徴は、当業者が理解するように、分離された態様で、また任意の実行可能な組み合わせで実現されてよい。実施形態は、図に概略的に示されている。なお、これらの図において同一の符号は、同一の要素又は機能的に同一の要素を示す。

【図1】本発明による方法のフローチャートを示す。

【図2】開示された方法の第１実施形態で使用されるスペーサーの斜視図を示す。

【図3】図２のスペーサーの一部の拡大図を示す。

【図4】第１配向に従って配置された複数の塊体の斜視図を示す。

【図5】第２配向に従って配置された複数の塊体の斜視図を示す。

【図6】開示された方法の第２実施形態で使用される型の斜視図を示す。

【図7】開示された方法の第２実施形態の概略フローチャートを示す。

【図8】図８Ａ～８Ｆは、開示された方法の第３実施形態で使用される異なるスペーサーの斜視図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0202】

詳細な説明
以下で使用される場合、「有する」、「備える」、又は「含む」という用語、又はそれらの任意の文法上の変形は、非排他的な方法で使用される。したがって、これらの用語は、これらの用語によって導入された特徴の他に、この文脈で説明されている実体にさらなる特徴が存在しない状況と、１つ以上のさらなる特徴が存在する状況の両方を指し得る。一例として、「ＡはＢを有する」、「ＡはＢを備える」、及び「ＡはＢを含む」という表現は、Ｂ以外にＡに他の要素が存在しない状況（つまり、Ａは専らかつ排他的にＢを構成する状況）と、Ｂに加えて、１つ以上の要素、例えば要素Ｃ、要素ＣとＤ、又はさらに要素などが実体Ａに存在する状況の双方を指し得る。

【0203】

さらに、「少なくとも１つ」、「１つ以上」という用語、又は、特徴もしくは要素が１回以上存在し得ることを示す同様の表現は、典型的には、それぞれの特徴又は要素を導入するときに１回だけ使用されることに留意されたい。以下では、ほとんどの場合、それぞれの特徴又は要素を参照するときに、「少なくとも１つ」又は「１つ以上」という表現は、それらの特徴又は要素が１回以上現れ得るという事実にもかかわらず、繰り返されないことに留意されたい。

【0204】

さらに、以下で使用される場合、「特に」、「より特に」、「具体的に」、「より具体的に」という用語、又は、同様の用語は、代替の可能性を制限することなく、追加的／代替的特徴に関連して使用される。したがって、これらの用語によって導入される特徴は、追加的／代替的特徴であり、如何なる意味でも特許請求の範囲を限定することを意図するものではない。本発明は、当業者であれば認識するように、代替的特徴を用いて実施することができる。同様に、「本発明の一実施形態では」又は同様の表現によって導入される特徴は、本発明の代替実施形態に関するいかなる制限もなく、本発明の範囲に関するいかなる制限もなく、及び、そのような方法で導入される特徴を本発明の他の追加的／代替的又は非追加的／非代替的特徴と組み合わせる可能性に関するいかなる制限もなく、追加的／代替的特徴であることが意図されている。

【0205】

さらに、「第１」、「第２」及び「第３」という用語は、それぞれの構成部材又は要素の相違を容易にするために排他的に使用され、特定の順序又は重要性を定義するために解釈されてはならないことに留意されたい。

【0206】

本明細書で使用される「型」という用語は、ゾルゲルの前駆体によって提供される液体又は柔軟な材料で充填されるように構成された中空のブロック又は容器を指す。特に、ゾル－ゲル法は型内で行われる。ゾル－ゲル法の間、前駆体はゾルを形成し、該ゾルは続いてゲル化を開始する。このように、液体は、型の内部ボリュームによって規定される形状を採用して、型内で硬化又は固化する。型は基本的にゾル－ゲル法を行うために用いられる。しかしながら、溶媒は、このようにして形成されたゲルから、ゲルが型内に残った状態で、又はゲルが型から取り出されたた状態で、除去されてよいことに留意されたい。本発明では、型は、複数の部分から構成されてよく、内部ボリュームは、下部分によって規定されてよい。

【0207】

本明細書で使用される「ゾル－ゲル法」という用語は、低分子から固体材料を生成する方法を指す。この場合、本方法は、エアロゲル、キセロゲル及び／又はクリオゲルのような多孔質材料の製造に使用される。本方法は、前駆体としてのモノマーをコロイド溶液、いわゆるゾルに変換することを含み、ゾルは続いて、離散粒子又はネットワークポリマーのいずれかの統合ネットワーク、いわゆるゲルに反応する。この化学的手順では、ゾルは、離散粒子から連続ポリマーネットワークまでの範囲の形態の液相と固相の両方を含むゲル状二相系の形成に向かって徐々に発達する。このゲル状二相系をゲルと呼ぶ。特に、ゲルは、互いに接続された細孔内に溶媒を封入又は包囲する、すなわち、細孔は相互に貫入するネットワークを形成する。残留液相、すなわち溶媒を除去するには、乾燥プロセスが必要であり、乾燥プロセスは典型的には一定量の収縮及び緻密化を伴う。溶媒が除去される速度は、ゲル中の多孔度の分布によって最終的に決定される。最終的な成分の最終的な微細構造は、この処理段階の間の構造テンプレートに課される変化によって明らかに強く影響される。

【0208】

本明細書で使用される「塊体」という用語は、識別可能な物質の集合体によって形成される固体物体を指し、それは識別可能な境界によって拘束されてもよく、及び、３次元空間内で並進又は回転によって単位として移動してもよいし、又は移動させられてもよい。

【0209】

本明細書で使用される「多孔質」という用語は、細孔を有する材料特性を指す。ゲルが溶媒は、ゲルが型内に存在又は残留している状態、又はゲルが型から取り出された後に、ゲルから除去されてよいため、「多孔質」という用語は、液体、特に溶媒、又は空気などのガスで満たされた細孔の両方をカバーする。細孔は、ある種のネットワークを形成するように互いに接続されることができる。

【0210】

本明細書で使用される「コーティング」という用語は、型の下部分の内面に適用される被覆を指す。特に、コーティングは、少なくとも、多孔質材料の前駆体及びそこで作られる塊体と接触することを意図した下部分のこれらのエリアに適用されてよい。言うまでもなく、コーティングは、内部ボリュームを規定する下部分の内面全体に適用されてよい。

【0211】

本明細書で使用される「電気的散逸性」は、材料特性を指し、そこでは、電荷は、接地へ流れることができるが、導電性材料と比較した場合、より制御された方式でよりゆっくりと接地に流れることができる。

【0212】

本明細書で使用される「非粘着性」という用語は、ある部品が別の部品に付着しない特性を指す。したがって、両方の部分は互いに緩やかに接触している。本発明によれば、コーティングは、型内に充填された前駆体から形成された、又は生じたゲルに付着しない。ゾル－ゲル法で用いられる溶媒は、ゲルが型内にある状態で除去される場合、コーティングは、塊体が型から取り出されるように、このように形成された塊体に付着しないように構成される。

【0213】

本明細書で使用される場合、塊体の形状の「幅」及び「長さ」という用語は、塊体の形状の高さ又は厚さに垂直な寸法を指す。

【0214】

本明細書で使用される「開口部面積」という用語は、開口部の境界によって規定される開口部の面積を指す。

【0215】

図1は、本発明によるゾル－ゲル法で多孔質材料の前駆体から誘導される多孔質材料で作られる複数の塊体を製造する方法のフローチャートを示す。図１は、開示された方法の基本原理の説明として理解されたい。ステップＳ１０では、型１０が提供される。型１０は、形成される塊体１２の形状を規定する。ステップＳ１２では、多孔質材料の前駆体が型１０に充填される。前駆体は、少なくとも２つの反応性成分ＣＡ、ＣＢと、溶媒Ｓを含む。多孔質材料の前駆体は、以下のようにして調製されてよい。第１反応性成分ＣＡと溶媒Ｓとが第１受容タンクに供給される。さらに、第２反応性成分ＣＢと溶媒Ｓとが第２受容タンクに供給される。第１の反応性成分及び溶媒の所定量が第１受容タンクから混合装置に供給される。例えば、所定量は、第１量投与装置による定量投与として定義される。第２反応性成分及び溶媒の所定量が第２受容タンクから混合装置に供給される。例えば、所定量とは、第２定量投与装置による定量投与として定義される。任意に、閉ループ作動が、第１受容タンク及び混合装置、及び／又は第２受容タンク及び混合装置に備えられてもよい。次に、多孔質材料の前駆体は、型１０内に所定量まで充填される。例えば、充填プロセスは、混合装置によって行われる。特に、前駆体は、下部分に充填される前に、混合装置によって混合される。前駆体は、不活性又は換気される領域内で型１０へ充填される。例えば、充填は、二酸化炭素又は窒素雰囲気中で、又は実験室のフードと同様の装置内で行われる。型１０は、蓋によって、特に気密に閉じられることができる。それにより、如何なる溶媒蒸気も型１０から漏れることが防止される。次に、前駆体の２つの反応性成分からのゾルゲル反応が起こり、前駆体がゲル化する。これにより、ゲル塊体１２が形成される。ゲル化後、ゲルは、ゲル化反応を完了させるために、及び、ゲル塊体が十分に硬くない場合などのように、ゲル塊体１２のさらなる取り扱いに悪影響を及ぼさないようにするために、少なくとも３時間、好ましくは少なくとも８時間などの所定時間、硬化又はエージングが行われる。例えば、硬化又はエージングプロセスは、硬化装置によって行われる。硬化後、塊体が形成される。

【0216】

ステップＳ１２は、複数のゲル塊体１２を形成するように繰り返される。特に、ステップＳ１２は、適宜任意の回数繰り返されてよく、それぞれの用途に応じて繰り返されてよい。ゲル塊体１２は、スラブとして形成されてよく、スラブは、少なくとも１０ｃｍの長さと少なくとも１０ｃｍの幅を有する。実用上の理由から、長さ及び／又は幅の上限は、２００ｃｍ又は１００ｃｍでさえあってよい。スラブは、少なくとも０．５ｍｍの厚さを有する。実用上の理由から、厚さの上限は、２５．０ｍｍ、２０．０ｍｍ又は１５．０ｍｍであり得る。続いて、ステップＳ１４では、ゲル塊体１２は型１０から取り出される。言い換えれば、多孔質材料の前駆体からゲル塊体１２が形成される所定時間後に、各型１０からゲル塊体１２が、あるいは、単一の型１０が用いられている場合には、ゲル塊体１２が順次型１０から取り出される。さらに、溶媒Ｓは、再抽出装置を用いてリサイクル又は再抽出されてよい。

【0217】

ステップＳ１６では、ゲル塊体１２は互いに隣接して配置される。ステップＳ１８では、隣接する２つのゲル塊体１２の間に、その間にクリアランスを設けるように、スペーサー１４が設けられる。ステップＳ１６及びＳ１８は、同時に行われてよいことは注意すべきである。ステップＳ２０では、ゲル塊体１２から溶媒Ｓが除去される。ゲル塊体１２からの溶媒Ｓの除去は、超臨界乾燥又は対流乾燥によって行われる。除去は、オートクレーブ又はオーブンで行われてよい。図１に示す例では、溶媒Ｓは、超臨界ＣＯ_２によって除去される。

【0218】

図２は、開示された方法の第１実施形態で使用されるスペーサー１４の斜視図を示す。図３は、図２のスペーサー１４の一部の拡大図を示す。第１実施形態のスペーサー１４は、グリッドアセンブリ１６である。グリッドアセンブリ１６は、互いに接続された第１グリッド１８と第２グリッド２０を含む。特に、第１グリッド１８は、第２グリッド２０の上に配置されている。第１グリッド１８は、第１開口部２２を含む。第２グリッド２０は、第２開口部２４を含む。第１開口部２２と第２開口部２４とは、互いにずれている。言い換えれば、第１開口部２２及び第２開口部２４は、互いに正確には重ならず、部分的にのみ重なっている。したがって、第１開口部及び第２開口部は、２つのグリッド１８、２０の平面内に、溶媒Ｓがそこを通って流れることができる開放路を形成する。第１開口部２２及び第２開口部２４は、規則的なパターンで配置されている。第１開口部２２及び第２開口部２４は、同一の開口部面積を有している。第１及び第２開口部２２、２４の総開口部面積は、塊体１２の対面する外表面の４０％～９５％、例えば８０％であってよい。第１開口部２２及び第２開口部２４は、同一の形状を有する。図示の例では、第１開口部２２及び第２開口部２４は、それぞれ長方形及び正方形の形状を有している。グリッドアセンブリ１６は、１．０ｍｍ～４．０ｍｍ、好ましくは１．２５ｍｍ～３．５ｍｍ、より好ましくは１．５ｍｍ～２．５ｍｍ、例えば２．０ｍｍの厚さを有している。第１グリッド１８及び／又は第２グリッド２０の表面は、少なくとも部分的に、電気的に散逸性でゲル塊体１２に対して非粘着性の材料からなるコーティングが施されていてよい。

【0219】

グリッドアセンブリ１６は、以下のように変更されてよい。第１開口部２２及び／又は第２開口部２４は、不規則なパターンで配置されてよい。第１開口部２２及び／又は第２開口部２４は、異なる開口部面積を有してよい。第１開口部２２及び／又は第２開口部２４は、異なる形状を有してよい。第１開口部２２及び／又は第２開口部２４は、円形、楕円形、長円形、多角形、又は丸みを帯びたエッジを含む多角形の形状を有してよい。

【0220】

図４は、ステップＳ２０の溶媒の除去中に、第１配向に従って配置された複数のゲル塊体１２の斜視図を示す。ゲル塊体１２は、立方体形状を有するスラブとして形成されている。第１配向では、型１０から取り出されたゲル塊体１２は、実質的に垂直に配置されている。言い換えれば、ゲル塊体１２は、最大の表面積を有する立方体形状の側面が重力方向に対して実質的に平行になるように配置されている。さらに、ゲル塊体１２は、最大寸法を有する立方体形状のエッジが重力方向に対して実質的に垂直になるように配置されている。図４にさらに示されるように、隣接するゲル塊体１２の間に、図２及び図３に示すようなスペーサー１４が設けられている。基本的に、ゲル塊体１２は、円筒形又は多角形の形状を有するスラブとして代替的に形成されてよい。

【0221】

図５は、ステップＳ２０の溶媒の除去中に、第２配向に従って配置された複数のゲル塊体１２の斜視図を示す。ゲル塊体１２は、立方体形状を有するスラブとして形成されている。第２配向では、型１０から取り出されたゲル塊体１２は、実質的に水平に配置されている。言い換えれば、ゲル塊体１２は、最大の表面積を有する立方体形状の側面が重力方向に対して実質的に垂直になるように配置されている。さらに、ゲル塊体１２は、最大寸法を有する立方体形状のエッジが重力方向に対して実質的に垂直になるように配置されている。図５にさらに示されるように、隣接するゲル塊体１２の間には、図２及び図３に示すようなスペーサー１４が設けられている。基本的に、ゲル塊体１２は、円筒形又は多角形の形状を有するスラブとして代替的に形成されてよい。ゲルスラブを水平に配置する場合の溶媒の除去は、ゲルスラブを垂直に配置する場合よりも時間がかかる可能性があることに留意されたい。

【0222】

図６は、開示された方法の第２実施形態で使用される型１０の斜視図を示す。開示された方法の第２実施形態で使用される型１０は、立方体形状を含む。さらに、型１０は、底面２８に凹部又は窪み２６を有している。窪み２６は、規則的なパターンで配置されており、切頭円錐形状を有する。以下、本発明の第２の実施形態についてさらに詳細に説明する。

【0223】

図７は、開示された方法の第２実施形態の概略フローチャートを示す。以下では、開示された方法の第１実施形態との相違点のみを詳細に説明し、又は構成部材又は方法のステップは、同一又は同様の参照数字で示し、簡単に説明するだけである。ステップＳ１０では、図６に示す型１０が提供される。ステップＳ１２では、上述した多孔質材料の前駆体が型１０に充填される。前駆体は、型１０の底面２８に設けられた窪み２６にも流れ込む。ステップＳ１４では、ゲル塊体１２は型１０から取り出される。言い換えれば、多孔質体の前駆体からゲル塊体１２が形成される所定の時間後に、ゲル塊体１２が各型１０から、又は単一の型１０が使用されている場合には、ゲル塊体１２（複数）は型１０から順次取り出される。前駆体が型１０の底面２８の窪み２６に流れ込むため、ゲル塊体１２は、スペーサー１４とそれぞれ一体的かつモノリシックに形成される。具体的には、スペーサー１４は、ゲル塊体１２の少なくとも１つの表面３２から突出する複数の突起３０を含む。突起３０は、各ゲル塊体１２の一表面３２にのみ形成されている。型１０の窪み２６が規則的なパターンで配置されているため、突起３０も規則的なパターンで配置されている。特に、突起３０は、隣接する突起３０の外表面３８間の最小距離３６が０．１ｍｍになるように配置されている。最小距離３６は、突起３０の塊体１２への移行で画定されてよい。型１０の窪み２６が円錐台に形成されているため、突起３０は円錐台に形成されている。さらに、突起３０は、同一の形状を有している。突起３０は、０．１ｍｍ～２０．０ｍｍ、好ましくは０．５ｍｍ～５．０ｍｍ、より好ましくは１．０ｍｍ～３．０ｍｍ、例えば２．０ｍｍの高さ４０を有している。突起３０のそれぞれは、直径が１．０ｍｍ～５．０ｍｍ、好ましくは１．２５ｍｍ～４．０ｍｍ、より好ましくは１．５ｍｍ～２．０ｍｍ、例えば２．０ｍｍの円形断面形状を有する。円錐形又は円錐台形の場合、直径は高さ４０の半分で、又は高さ４０に沿った平均値として定義されてよい。

【0224】

ステップＳ１６では、ゲル塊体１２は、一方のゲル塊体１２の突起３０を含む表面３２がそれぞれ隣接するゲル塊体１２の突起を含まない表面３４と向き合うように、互いに隣接して配置される。このように、ゲル塊体１２を互いに隣接して配置することにより、突起３０によって形成されるスペーサー１４が、２つの隣接するゲル塊体１２の間にクリアランスを設けるように自動的に設けられる。つまり、ステップＳ１６とステップＳ１８が結合される。ステップＳ２０では、溶媒Ｓがゲル塊体１２から、上述したように、すなわち、対流乾燥又は超臨界乾燥によって除去される。図７に示す例では、溶媒Ｓは、超臨界ＣＯ_２により除去される。ステップＳ２４では、溶媒Ｓがゲル塊体１２から除去され、ゲル塊体１２が隣接配置から解放される。ステップＳ２４では、突起３０は、ゲル塊体１２から溶媒Ｓを除去した後に、任意に取り除かれてよい。

【0225】

塊体１２は、図６に示す型１０を変更することにより、以下のように変更されることができる。突起３０は、ゲル塊体１２の対向する２つの表面に形成されてよい。突起３０は、不規則なパターンで配置されてよい。突起３０は、異なる形状を有してよい。

【0226】

図８Ａ～８Ｆは、開示された方法の第３実施形態で使用される異なるスペーサー１４の斜視図を示している。図８Ａ～８Ｆによれば、スペーサー１４は、グリッド開口部４４を有するグリッド４２である。グリッド４２は、グリッド開口部４４を規定する支柱４６を含む。支柱４６は、１．０ｍｍ～５．０ｍｍ、好ましくは１．２５ｍｍ～４．５ｍｍ、より好ましくは１．５ｍｍ～４．０ｍｍの幅４８を有する。同一のグリッド４２の支柱４６は、異なる幅５０を有してよいことに留意されたい。図８Ａ～８Ｆに示されるスペーサー１４は、グリッド４２が塊体１２を担持し、塊体１２が他のグリッド４２に係合することなく、その上に配置された他のグリッド４２を支持するように構成されるように設計される。この目的のために、グリッド４２は、塊体１２が他のグリッド４２に係合することなく、その上に配置された別のグリッド４２を支持するように構成された外周リム５０を備える。図８Ａ～図８Ｆに示されるグリッドは、超臨界乾燥による溶媒Ｓの除去を可能にするために特に設計されている。基本的に、図８Ａ～図８Ｆに示されるグリッド４２は、図５に示される配置と同様に、溶媒Ｓを除去する工程の間、互いに重なり合うように水平に配置されるように構成されている。このように、第３実施形態では、ゲル塊体１２は、立方体、円筒形又は多角形の形状を有するスラブとして形成されており、ゲル塊体１２は、最大の表面積を有する立方体、円筒形又は多角形の側面が重力方向に対して実質的に垂直に配向するように配置されている。グリッド４２の表面には、電気的に散逸性で、かつ、ゲル塊体１２に対して非粘着性の材料で作られたコーティングを施されていてよい。グリッド開口部４４は、同一の又は異なる開口部面積を含んでよい。グリッド開口部４４は、規則的なパターンで配置されていても、又は不規則なパターンで配置されていてもよい。以下、図８Ａ～図８Ｆに示すグリッド４２のさらなる詳細について説明する。

【0227】

図８Ａは、異なるサイズの正方形状のグリッド開口部４４を有するグリッド４２を示している。さらに、支柱４６は、異なる幅４８を有している。特に、グリッド４２は、例えば２倍など、残りの支柱４６よりも広い幅４８を有する２つの支柱４６を備える。さらに、グリッド開口部４４のいくつかは、支柱４６間に形成され、外側リム５０に隣接し、残りのグリッド開口部４４よりも小さい。

【0228】

図８Ｂは、異なるサイズと異なる形状のグリッド開口部４４を有するグリッド４２を示している。特に、より大きい円形のグリッド開口部４４、より小さい円形のグリッド開口部４４及び半円形のグリッド開口部４４がある。

【0229】

図８Ｃは、同一のサイズの正方形状のグリッド開口部４４を有するグリッド４２を示している。さらに、支柱４６は、異なる幅４８を有している。特に、グリッド４２は、例えば２倍など、残りの支柱４６よりも広い幅４８を有する２つの支柱４６を備えている。

【0230】

図８Ｄは、異なるサイズのグリッド開口部４４を有するグリッド４２を示している。特に、グリッド開口部４４は、対角線上に延びる長いスロットとして形成されている。さらに、グリッド４２は、互いに平行に延び、グリッド開口部４４に対して傾斜した２本の支柱４６を備えている。図８Ｅは、図８Ｄに示すグリッドと同様のグリッド４２を示している。グリッド４２は、異なるサイズのグリッド開口部４４を有している。特に、グリッド開口部４４は、対角線上に延びる長いスロットとして形成されている。さらに、グリッド４２は、互いに平行に延び、グリッド開口部４４に対して傾斜した２本の支柱４６を備えている。図８Ｄに示すグリッドと比較すると、図８Ｅに示すグリッド４２の支柱４６は、より広い幅４８を有している。

【0231】

図８Ｆは、図８Ｃに示すグリッド４３と同様のグリッド４２を示している。グリッド４２は、異なるサイズの正方形状のグリッド開口部４４を有している。さらに、支柱４６は、異なる幅４８を有する。特に、グリッド４２は、例えば２倍など、残りの支柱４６よりも広い幅４８を有する２つの支柱４６を備えている。これらの２つの支柱４６は、残りのグリッド開口部４４よりも小さいグリッド開口部４４を有している。

【0232】

引用文献
- ＷＯ００／２４７９９
- ＷＯ２００９／０２７３１０
- ＷＯ２０１６／１５０６８４Ａ１
- ＵＳ２００５／０１５９４９７Ａ１

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8A】

【図8B】

【図8C】

【図8D】

【図8E】

【図8F】

【国際調査報告】