JPH0226835A - 多孔質ガラスの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は、高圧・高温下でのガス分離や、海水の淡水化
の触媒及び固定化酵素や無機触媒の担体等に使われる多
孔質ガラスの製造方法に関する。

［従来の技術］ 従来の多孔質ガラスの製造方法を、第２図に示す。Ｎａ
、Ｏ−Ｂ１０．−３　ｉ　０２からなる原料を調整後、
約１５００℃の高温下で溶融し、さらに８００℃〜１１
００℃の温度で管・板などの形状に成形する。この時得
られるホウケイ酸ガラスは、未分相であるため、５００
℃〜６５０℃の温度範囲で分相処理を行い、Ｎａ、Ｏ−
Ｂ、Ｏ，相と８１０、相の２相に分離される。この分相
ガラスに硝酸や塩酸などで酸処理を行うと、酸に溶解し
ゃすいＮａ、Ｏ−Ｂ、Ｏ，相は溶出してゆき、Ｓ１０、
相のみが残存する。Ｎａ、Ｏ−Ｂ、Ｏ８相と８１０、相
はガラス内で複雑に絡み合っているため、残存するＳ１
０．ガラスは、無数の連続した細孔を持つ多孔質ガラス
である。

このほか、ガラス粉末とカーボンなどの発泡剤を混合し
た後高温で処理する、建材などに使用される泡ガラスの
製造方法もある。

また、ゾル−ゲル法でガラスを製造することができる。

（特開昭５９−９２９２４号公報参照）この場合、得ら
れるガラスに空孔が発生しやすいという特徴を活かして
、焼結条件を制御することにより多孔質ガラスを作る方
法も考えられている［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の製造方法では、材料を溶融した後
プレスで成形して望む形状にする必要があるため、プレ
スの金型などにより限られた形状しか出来ないなどの問
題がある。またＮａ、Ｏ−Ｂ、Ｏ８相中にはＳｉＯ２成
分が含まれており、酸処理のときこのＳ１０．成分は溶
出せずに残り、細孔内でゲル状に析出して２次構造を作
る。この析出物の体積により、細孔容積は大幅に変化し
ガス分離などでは性能低下につながるという問題点を有
している。

泡ガラスの製造方法では、製造工程中での不純物の混入
、閉空孔が得られない、単純形状しかできないなどの問
題点を有している。

また従来のゾル−ゲル法では、孔径の大きな空孔が得ら
れない、焼結を途中で切り上げるため焼結体の強度が劣
るという問題点を有している。。

本発明は、この様な問題点を解決するものであり、その
目的とするところは、形状自由度が高く、優れた強度を
有する多孔質ガラスの製造方法を提供することにある。

［課雇を解決するための手段］ 本発明の多孔質ガラスの製造方法は、ゾル−ゲル法によ
るガラスの製造において、作成したゾルに発泡剤を添加
し分散させた後、このゾルを望む形状の型に注入し、固
化・乾燥しドライゲルとし、このゲルを発泡剤の分解温
度以上に加熱し、含有している発泡剤を分解させ、さら
にこの混合物を焼結することを特徴とする。

［実施例コ （実施例１） 代表的な多孔質ガラスについて、本発明の製造工程を第
１図に示す。

エチルシリケートを酸性下で加水分解し、これニ平均粒
子径ｏ、ｏｓ　〜０．４（μ７７１）のｓｔｏ、７１１
粒子を添加、さらに発泡材料としてアゾジカルボンアミ
ドをａ、１（重量％）添加した後、アンモニア水を加え
ｐＨを４．５に合わせゾルを調整する。

このゾルを６種類のポリプロピレン製容器に入れて、密
閉状態のままゲル化を行ないウェットゲルを得る。その
後、密閉容器からウェットゲルを取り出し、２週間乾燥
させドライゲルを作成する。

このドライゲルを焼結炉にいれて、５０（℃／時間）の
昇温速度で２００℃まで加熱し同温度で５時間保持し、
さらに３００℃に加熱し同温度で５時間保持して、添加
したアゾジカルボンアミドを完全に分解するとともに脱
吸着水処理を行なう行うことが望ましい。

使用する発泡剤は、アゾジカルボンアミド等のアゾ系、
ジフェニルスルホン−３，３１ジスルホヒドラジン等の
ヒドラジン系、Ｎ、Ｎ’−ジニトロソペンタメチレンテ
トラミン等のＮ−二トロン系等で代表される有機系発泡
剤及び一般の有機樹脂、カーボン、Ｇａ００３等の無機
材料の何れでもよい。

得られた多孔質ガラスの寸法を表−１に、その特性を表
−２に示す。

前記ドライゲルをさらに、５０（℃／時間）の昇温速度
で１０００℃に加熱し、同温度で１０時間保持して焼結
を行い多孔質ガラスを得る。焼結は窒素雰囲気中或は真
空中で行うが、発泡剤が完全に分解するまでの発泡・脱
ガス工程は真空中で表−２ 表−３ （実施例２．） 孔径及び孔径分布を制御するために、発泡剤としてのカ
ーボンの添加量或は焼結条件をいろいろ変化させて多孔
質ガラスを作成した。本実施例における試料の形状はφ
５５Ｘ　　５（ｍ）であり、その他の製造条件は実施例
１と同じとする。

ただし、カーボンの分解温度は高いため、発泡温度は８
００　’ａとする。

各試料の製造条件について表３に、得られた多孔質ガラ
スの特性を表４に示す。

表−４ 本実施例で囮らかなよ５に、本発明の製造方法によれば
、発泡剤の添加量及び焼結温度などの製造条件を変化さ
せることにより、いろいろな特性の多孔質ガラスを得る
ことができる。（実験では１ｏＸから１００μｍオーダ
ーの空孔が作成可能である。）また完全に焼結を行うた
め、得られる多孔質ガラスの強度は高く、実用上側等問
題はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の多孔質ガラスの製造方法を示す工程
図。 第２図は、従来の多孔質ガラスの製造方法を示す工程図
。 以 上 ［発明の効果］ 以上述べたように、本発明によれば、ゾルを任意の形状
の型に注入して固化させるため、従来の製造方法では二
次加工を必要とした複雑形状の多孔質ガラスを、容易に
製造することができる。またゾル−ゲル法の特徴を活か
し、大型の製品についての割れ等の発生もなく均一な細
孔分布を持ち、且つ高強度の多孔質ガラス°ができる。 さらに、発泡剤の添加量及び焼結温度を調整することに
より、細孔径や細孔容積を調節することが可能になると
いう効果を有する。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ゾル−ゲル法によるガラスの製造において、作成したゾ
   ルに発泡剤を添加し分散させた後、このゾルを望む形状
   の型に注入し、固化・乾燥しドライゲルとし、このゲル
   を発泡剤の分解温度以上に加熱し、含有している発泡剤
   を分解させ、さらにこの混合物を焼結することを特徴と
   する多孔質ガラスの製造方法。