JPH0283225A - ガラス製品の製造法 - 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】

本発明はガラス製品の製造方法に間し、特に、有機金属
化合物原料の加水分解・縮重合により溶液をゲル化させ
た後、この得られたゲル体を乾燥、焼結してガラス体と
する、通称ゾル−ゲル法と呼ばれるガラス製品の製造方
法に関する。

【従来の技術】

有機金属化合物を用いたゾル−ゲル法によるガラス製品
の製造においては、溶媒の蒸発による体積収縮が激しく
、ゲルの乾燥工程でクラックが発生しやすいという大き
な問題点があった。これを防ぐには、乾燥速度を抑えて
数週間から数カ月かけて、ゆっくりと乾燥を行う方法が
知られている。 しかしながら、上記方法では製造に要する時間が長くな
り、産業上の利用が事実上、不可能となってしまう。 近年、この問題を解決するために、いくつかの方策が提
案されている。代表的なものは■原料溶液にシリカ微粉
末を添加してクラックを抑える方法（例えば、特開昭５
９・９２９２４）、■ゲルを臨界条件下で乾燥すること
によりクラックのないゲルを得る方法（例えば、特開昭
５７−２０９８１７　’Ｉ、■溶媒に蒸発速度の遅いホ
ルムアミド等を用いる方法（例えば、　Ｌ、Ｌ、Ｈｅｎ
ｃｈら、　　Ｍａｔ、Ｒｅｓ、Ｓｏｃ、Ｓｙａ＋ｐ、Ｐ
ｒｏｃ、。 ３２．４７（１９８４））、■ゲル体中に残留している
アルコキシル基を水酸基に置換した後に乾燥を行う方法
（例えば、Ｔ、Ｍｉｚｕｎｏら、第４回ゾルゲル国際ワ
ークショップ、１９８７年、京都）である。 しかしながら、上記の従来技術において、■のシリカ微
粉末を添加する方法では、クラックの発生傾向は低くな
るものの、溶液にシリカの微粉末を分散させるのに手間
がかかる上に、乾燥速度を大幅に上げることが不可能で
あるという問題点があった。また、■のゲル体を臨界条
件下で乾燥する方法では、オートクレーブを使用するた
め、設備投資が大きく、かつ生産性が悪いという問題点
があり、ざらに■の溶媒にホルムアミドを用いる方法で
は、ゲル体中に多社のホルムアミドが残留しており、こ
れが焼結工程中のゲル体にクラックを発生させるという
問題点があった。

【発明が解決しようとする課Ｍ】

本発明者らがＦ５にしている■の方法は、ゲル体を、そ
の細孔を満たしている液体の含水率より高い含水率の液
体に浸漬してアルコキシル基を水酸基へ置換した後乾燥
する方法であり、簡便な方法ながら、非常に効果がある
。また、この方法において使用できる液体の液性は、酸
性から塩基性まで幅広い。特に塩基性液体に浸漬処理し
たゲルは、同時にその比表面積が小さくなり、つまり細
孔径が大きくなり焼結性が向上するのでガラスを容易に
得ることができることがわかっている（例えば、Ｔ−Ｍ
ｉｚｕｎｏら、　Ｊ、　Ｎｏｎ−Ｃｒｙｓｔ、　５ｏｌ
ｉｄｓ、１００，２３６（１９８８）、）。ところが、
その後の本発明者らの研究から、ゲルを大きくすると塩
基性液体に浸漬した場合、乾燥時にクラックが発生し易
くなることがわかった。 本発明は上記の従来技術に鑑み、塩基性液体に浸漬した
大型ゲルの乾燥時のクラックを抑制する方法を提供する
ものである。

【課題を解決するための手段】

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
あって、有機金属化合物を含む原料溶液をゲル化してゲ
ル体を作製し、該ゲル体の細孔中の液体の含水率より高
い含水率の塩基性液体と該ゲル体とを接触させた後、乾
燥・焼結してガラス製品を製造する方法において、該乾
燥を塩基性気体中で行うことを特徴としている。 乾燥時の塩基性気体は、乾燥前にゲルを浸漬させた液体
中の塩基と同じ物質であることが好ましいが、ゲルと塩
基との相互作用によって起こる収縮および膨張の度合が
同程度であれば、互いに異なる塩基であってもよい。た
だし、これらの塩基は揮発性であることが必要である。 塩基として、アンモニア、メチルアミン等のアミン類な
どが考えられるが、価格、揮発性等を考慮するとアンモ
ニアが好ましい。 乾燥時の塩基性気体の濃度は、特に限定されるものでは
ないが、　１１００ｐｐより小さいと乾燥時のクラック
を抑制する効果が小さくなり、好ましくない。また、８
Ｘ　１０５ｐ　ｐｍより大きいと塩基がゲル中に残留し
好ましくない。よって、塩基性気体の濃度は１１００ｐ
ｐ以上８Ｘ１０’ｐｐｍ以下であることが好ましい。 又塩基性気体以外の気体は特に限定されず、空気中であ
っても、不活性ガス中であフてもかまわない。 乾燥時の温度は、特に限定されるものではないが、あま
り低いと乾燥に長時間を要し、また、あまり高いと乾燥
速度が速すぎてゲル体が割れてしまう。よって、乾燥温
度は、２０〜ｌＯＯ℃が好ましい。 乾燥時の湿度は、特に限定されるものではないが、相対
湿度が２０％より低いと、蒸発が速すぎて、本発明にお
けるクラック抑制効果が小さく、また、相対湿度が９５
％より高いと乾燥速度が小さくなり生産性が低い。よっ
て、本発明の効果を著しく発揮させるためには、相対湿
度が、２０〜９５％の範囲にあることが好ましい。

【作用】

本発明によれば、塩基性液体に浸漬したゲルを塩基性気
体の存在下で、乾燥することで、クラックの発生原因で
あるゲル内部と表層部での塩基濃度差を低減でき、収縮
率の相違によるクラックを発生させることなく乾燥を行
うことができる。 特に、高湿度下における該ゲル体の乾燥においては、ゲ
ル内部と表層部での塩基濃度差が非常に大きく、本発明
の効果が著しく発揮される。 本発明の方法は、有機金属化合物を含む液体から作製し
たゲルであればどのような組成のゲルにも適用できる。 以下、実施例に基づいて本発明を更に詳しく説明する。

【実施例】

実施例−１〜４ 市販のオルト珪酸メチル、エタノールおよび水を体積比
で１：０．４３：１．８３の割合で混合し、約３０分間
攪拌して、透明な液体を得た。この液体２６０ｍ１を、
−辺が１５ｃｍのテフロンコーティングを施したステン
レス製容器に入れて密閉し、６０℃で２４時間、ゲル化
及び養生を行った。このウェットゲルを、０．ＩＮアン
モニア水２６０　ｍ　ｌに６０℃で２４時間浸漬した。 その後液体を捨て、ゲル体４枚を、ＩＮ−アンモニア水
３リツトルが入フた容器とともに、容積１２０リツトル
の恒温恒湿槽に入れ、以下の条件で乾燥を行った。 実施例１：　　８０℃、７０％ＲＨ，７２ｈ実施例２：
　　８０℃、４０％ＲＨ，２４ｈ実施例３：１００℃、
５０％ＲＨ，２０ｈ実施例４：　　８０℃、６０％ＲＨ
，１８ｈ→８０℃、　　４０％ＲＨ，８ｈ この時の雰囲気中のアンモニア濃度は、実施例Ｌ　　２
．３で、それぞれ約３．５Ｘ１０’ｐｐｍ。 約５Ｘ１０’ｐｐｍ、　　約５．５Ｘ１０’ｐｐｍであ
り、実施例４では、４〜５Ｘ　１０’ｐ　ｐｍであった
。 これらの乾燥を行い、約８５ｍｍ角、７　ｍ　ｍ厚の乾
燥ゲルを得た。乾燥歩留を第１表に示す、その後、得ら
れた乾燥ゲルを、１０００℃で熱処理したところ、いず
れのゲルも、容易に約６０ｍｍ角、５ｍｍ厚の透明なガ
ラスとなった。 比較例−１〜４ 本発明の効果を確認するため、実施例−１〜４と同様に
して得たウェットゲルに、実施例−１〜４と同様な浸漬
処理を施し、アンモニア気体を故意に存在させずに、実
施例−１〜４とそれぞれ同じ条件で、恒温恒湿槽内での
乾燥を行った。この時、サンプル内から揮発したアンモ
ニアが恒温恒湿槽内に、ある程度残留していたが、その
濃度は、約１０ｐｐｍであった。 乾燥歩留を第２表に示す。 第　　１ 表 第　　２ 表

【発明の効果】 本発明によれば、上記実施例および比較例から明らかな
ように、クラックを発生させずに、塩基性液体に浸漬し
たゲルを乾燥することができるようになる。 本発明は、 ゲル体自耳に対する制限がほとんど ないので、 いかなる成分、 組成のガラスにも適用 可能である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）有機金属化合物を含む原料溶液をゲル化してゲル
   体を作製し、該ゲル体を、該ゲル体の細孔中の液体の含
   水率より高い含水率の塩基性液体と接触させた後、乾燥
   ・焼結してガラス製品を製造する方法において、該乾燥
   を塩基性気体の存在下で行うことを特徴とするガラス製
   品の製造法。