JPH03187914A - 無機酸化物の製造方法 - 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） 本発明は無機酸化物の製造方法、特にゾルゲル法により
製造される無機酸化物中に、その製造工程で含有される
荷機物に基づく炭素分を有効に除去せしめることにより
不必要な着色を排除し、且高強度の無機酸化物を得る方
法に係るものである。

（従来の技術） 無機酸化物、特にシリカを主成分とするものは耐熱性、
加工性に優れ、その形態も粒状体、板状体、繊維状等幅
の広い応用分野を有している。

かかる無機酸化物の製法の一例として、エチルシリケー
ト等の金属アルコキシドを原料として加水分解、重合反
応により成形体を得る方法、高価な金属アルコキシドに
代えて安価な水ガラスを原料とし、界面活性剤の存在下
に有機溶媒と激しく混合せしめてエマルジョンを調製後
、酸又はアルカリと接触せしめることにより粒状体を得
る方法、或は水ガラスにプロピレンカーボネート等を反
応せしめて粘稠液を得、これを曳糸して繊維を得る方法
等がある。

（発明の解決しようとする課題） しかしながら、これらは何れの方法にあっても、最終的
には比較的高温で焼成することを要し、界面活性剤や原
料有機物に基因する炭素分は焼成後も残留し、これによ
って黒色に着色したり、シリケートの結合を弱めること
による強度低下や耐熱性を低下させる等の欠点を有して
いる。

（課題を解決するための手段） 本発明者は、従来法が有するこれら欠点を排除すること
を目的として種々研究、検討した結果、調製した成形体
中に含まれる、焼成後に炭素分となり得る有機物を有機
溶媒により、予め洗浄除去した後に成形体を焼成せしめ
ることにより前記目的を達成し得ることを見出し、本発
明はこれを要旨とするものである。

本発明において、焼成前の成形体の調製手段としては、
次の様な手段が採用される。

先づ、有機溶媒と界面活性剤の存在下に、水ガラスと酸
又はアルカリとを反応せしめて得られたゾルから成形体
を得る方法である。

この場合用いられる水ガラスとしては、通常所謂３号珪
曹と呼ばれているものが普通に採用されるが、その他２
号或は１号珪曹も採用し得る。

酸としては、例えば塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、フッ酸等
を適宜採用出来、又アルカリとしては例えばアンモニア
、尿素、アセトアミド、ヘキサメチルテトラアミン等を
適宜採用し得る。

これら水ガラスと酸又はアルカリとの反応割合は、通常
水ガラスＮａｔＯ・ｎ５ｉＯ□換算１モルに対し、アル
カリ又は酸０．００１〜０．５モルの割合で反応される
。有機溶媒としてはベンゼン、ヘキサン、フロン１１３
等を適宜採用し得る。

又、用いられる界面活性剤としては、例えばポリエチレ
ングリコール、ポリエチレングリコールモノオレイルエ
ーテル、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレー
ト等を適宜採用し得る。

かかる界面活性剤の使用量は、水ガラスＮａ２Ｏ・ｎ５
ｉｏ□換算１モルに対し、０．Ｏ１〜０．２モル程度を
採用するのが適当である。

使用量が前記範囲に満たない場合には粒状シリカの前駆
体となるエマルジョンが生成せず、逆に前記範囲を超え
る場合には前記前駆体粒子が凝集する虞れがあるので何
れも好ましくなる。この様な方法によって製造し得る成
形体の形態としては、多孔性或は無孔性の粒状体、或は
板状体が挙げられる。

次に、別の成形体の調製手段としては、シリコンのアル
コキシドと、酸又はアルカリと、水とを反応せしめて得
られたゾルから成形体を得る方法である。

この場合用いられるアルコキシドとしては、例えばシリ
コンテトラメトキシド、シリコンテトラエトキシド、シ
リコンテトライソプロポキシド、シリコンテトラターシ
ャリ−ブトキシド等を適宜採用し得る。

又、酸としては例えば塩酸、硫酸、硝酸、酢酸、フッ酸
等が、又アルカリとしては例えばアンモニア、尿素、ア
セトアミド、ヘキサメチルテトラアミン等を適宜採用し
得る。

シリコンのアルコキシドと酸又はアルカリ及び水との反
応割合は、シリコンのアルコキシド１モルに対し、酸又
はアルカリを０．Ｏ１〜０．５モル水を１．０〜１５モ
ル程度を採用するのが適当である。

この方法によって製造し得る成形体は、シリコンのアル
コキシドと水との比を制御することにより任意の形態を
得ることができる。水の比率が少ない場合、ゾルは粘稠
性を有することから特に曳糸性がよ（、この為繊維形態
に特に適するが、水の比率を増すことにより粒状体や板
状体を得ることも出来る。

更に又別の成形体の調製手段としては、水ガラスと、プ
ロピレンカーボネート又はブチレンカーボネートとの反
応により得られた粘ｆｌＵ　Ｍがら成形体を得る方法で
ある。

この方法を採用する際には、水ガラスと、プロピレンカ
ーボネート又はプチレンカーポネ−１・どの反応割合は
、水ガラス（Ｎａ２０ｎＳｉＯ□換算）１モルに対しプ
ロピレンカーボネート又はブチレンカーボネート０．０
０１−０．５モルを採用するのが適当である。

かかる反応生成物は粘稠性である為、その成形体として
は繊維形態に特に適するが、その細粒状体や板状体を得
ることも出来る。

この成形体は、アルカリを含んでいるので焼成前に酸に
より中和することにより焼成体の強度の低下を防止する
ことおよび耐水性を付与することが出来る。

用いられる酸としては、例えば塩酸、硫酸、硝酸等の強
酸を採用することが出来る。

以上の様な方法により得られた成形体は、何れの場合に
もこれらを焼成せしめるに当り、予め有機溶媒により洗
浄せしめることにより、焼成後の成形体中に炭化物とし
て残存し得る有機物を洗浄除去せしめる。

用いられる有機溶媒としては、前述の目的を達成し得る
ものであって、最終の焼成品に対し、悪影響を及ぼさな
いものであれば差し支えないが、とりわけプロピルアル
コールやブチルアルコールを採用することが好ましい。

その原因は明らかではないが、前記アルコールが珪酸中
の有機物を洗い出す効果が大きい為と考えられる。

これら有機溶媒の使用量は、厳密には用いられる該溶媒
の種類により決定されるが、一般には、重量比で成形体
の１００倍以上を採用するのが適当である。

上記使用範囲を逸脱する場合には、炭化物として残存し
得る有機物の洗浄除去が不完全となる虞れがあるので好
ましくない。具体的な洗浄手段としては、適宜な手段を
採用し得るが、例えば成形体を有機溶媒に単に浸漬する
方法や、加熱や超音波を併用する方法等の手段を採用し
得る。

か（して洗浄された成形体は、温度５００〜１５００℃
において１〜１０時間程度焼成せしめることにより、所
望の珪酸成形体が得られる。

（実施例） 実施例１ ３号水ガラス２０重量％にフロン１１３を７３重量％及
びノニオン系界面活性剤としてポリエチレングリコール
２重量％を添加して激しく撹拌混合し、次いで撹拌下に
２Ｎ塩酸５重量％を添加することにより、多孔質シリカ
粒子のゾルを調製せしめた。かかるシリカ粒子を温度１
００℃で１時間乾燥後、該粒子１ｇ当り１００ｇのブチ
ルアルコール（２５℃）中に、１時間浸漬後、更に２Ｎ
硝酸水溶液（２５℃）に１時間撹拌下に浸漬せしめるこ
とにより脱アルカリせしめた。次いで８００℃で２時間
焼成せしめることにより、平均粒子径１μの多孔質シリ
カ粒子を得た。この粒子は無色透明で炭素残留量は１０
ｐｐｍ以下であった。

実施例２ エチルシリケート３０重量％、エチルアルコール６０重
量％、水８重量％及び２Ｎ塩酸２重量％を激しく撹拌す
ることによりゾル状の多孔質シリカ粒子を得た。かかる
粒子を該粒子１ｇ当り１００ｇのプロピルアルコール（
２５℃）中に１時間浸漬後、８００℃で２時間焼成せし
めることにより、平均粒子径０．１μｍの多孔質シリカ
粒子を得た。この粒子は無色透明で炭素残留量は５　ｐ
ｐｍ以下であった。

比較例１ 実施例１の成形品をブチルアルコールで洗浄することな
く、直ちに実施例１と同様に焼成した処、黒色と白色が
混じり合った粒子となり、炭素残留量は１重量％にも及
んだ。

比較例２ 実施例２の成形品をプロピルアルコールで洗浄すること
なく、直ちに実施例２と同様に焼成した処、黒色と白色
が混じり合った粒子となり炭素残留量は１．５重量％に
も及んだ。

実施例３ ３号水ガラス９０重量％にブチレンカーボネート１０重
量％を添加し、激しく撹拌することにより、曳糸性のあ
る粘稠液を得た。この液から常法に従って乾式紡糸によ
り直径２０μの繊維前駆体を得た。次いでこれを１００
℃に１時間保持せしめて乾燥後、該前駆体０．１ｇ当り
１００ｇのブチルアルコール（２５℃）中に、１時間静
置浸漬し、次いで２Ｎ硝酸水溶液（２５℃）に１時間静
置浸漬して脱アルカリを行なった。

これを８００℃に２時間保持せしめて焼成しシリカ繊維
を得た。この繊維は無色透明で炭素残留量は１０ｐｐｍ
以下であった。

実施例４ ３号水ガラス９５重量％にプロピレンカーボネート５重
量％を添加し、激しく撹拌することにより、曳糸性のあ
る粘稠液を得た。この液から常法に従って乾式紡糸によ
り直径ｌＯμの繊維前駆体を得た。次いでこれを１００
℃に１時間保持せしめて乾燥後、該前駆体０．１ｇ当り
１００ｇのプロピルアルコール（２５℃）中に、１時間
静置浸漬し、次いで２Ｎ硝酸水溶液（２５℃）に１時間
静置浸漬して脱アルカリを行った。

これを８００℃に２時間保持せしめて焼成しシリカ繊維
を得た。この繊維は無色透明で炭素残留量は５　ｐｐｍ
以下であった。

比較例３ 実施例３の繊維前駆体を、ブチルアルコールで洗浄する
ことな（、直ちに実施例３と同様に焼成した処、黒色と
白色が混じり合った繊維となり、炭素残留量は、１重量
％にも及んだ。

比較例４ 実施例４の繊維前駆体を、プロピルアルコ−１ ２ ルで洗浄することなく、直ちに実施例４と同様に焼成し
た処、黒色と白色が混じり合った繊維となり、炭素残留
量は０．５重量％にも及んだ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、界面活性剤の存在下に、水ガラスと酸、又はアルカ
   リとを反応せしめて得られたゾルから成形体を得、これ
   を焼成せしめる無機酸化物の製造方法において、焼成前
   の成形体を有機溶媒により洗浄することを特徴とする無
   機酸化物の製造方法。 ２、シリコンのアルコキシドと、酸又はアルカリと、水
   とを反応せしめて得られたゾルから 成形体を得、これを焼成せしめる無機酸化物の製造方法
   において、焼成前の成形体を有機溶媒により洗浄するこ
   とを特徴とする無機酸化物の製造方法。 ３、水ガラスと、プロピレンカーボネート又はブチレン
   カーボネートとの反応により得られた粘稠液から成形体
   を得、これを焼成せしめる無機酸化物の製造方法におい
   て、焼成前の 成形体を有機溶媒により洗浄することを特徴とする無機
   酸化物の製造方法。 ４、有機溶媒がプロピルアルコール、ブチルアルコール
   である請求項（１）又は（２）又は（３）の方法。