JPH0446037A - ポーラスガラス用組成物 - Google Patents

ポーラスガラス用組成物

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JPH0446037A
JPH0446037A JP15565690A JP15565690A JPH0446037A JP H0446037 A JPH0446037 A JP H0446037A JP 15565690 A JP15565690 A JP 15565690A JP 15565690 A JP15565690 A JP 15565690A JP H0446037 A JPH0446037 A JP H0446037A
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JP
Japan
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porous glass
zro2
sno2
chemical durability
glass
Prior art date
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Pending
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JP15565690A
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English (en)
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Shigeki Morimoto
森本 繁樹
Kenji Sugiura
杉浦 賢司
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Central Glass Co Ltd
Original Assignee
Central Glass Co Ltd
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Publication date
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    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C3/00Glass compositions
    • C03C3/04Glass compositions containing silica
    • C03C3/076Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
    • C03C3/097Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing phosphorus, niobium or tantalum
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C11/00Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles
    • C03C11/005Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles obtained by leaching after a phase separation step
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
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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〕 本発明はガス、液等の分離、触媒、固定化酵素の担体等
に利用されるポーラスガラスに係り、該ポーラスガラス
を得るのに適した原ガラス組成物に関する。
〔従来技術とその問題点〕
5iOt−(AItos)−BtOs−Nat(]系ガ
ラスを熱処理することにより、Sin、を生とする系と
8201−NatO系とに分相させ、これを酸等に浸漬
してB2O.−Na2O系を溶脱し、ポーラスガラスと
することは良く知られるところである。しかし該ポーラ
スガラスは耐水、耐アルカリ、耐酸等の化学的耐久性に
難点があり、分相形成、引続く酸等による溶脱処理、多
孔化に時間、手間を要する等実用上の問題を有する。
特開平1−145349号には、前記成分系にさらにZ
nO、Zr0tを含有せしめ、化学的耐久性を向上させ
ることが開示されているが、これら成分の導入は分相形
成を困難とし、熱処理に多大な時間を必要とし、また酸
等の処理にも手間、時間を要する点において不充分であ
る。また特公昭47−29564号には、前記成分系に
PtOsを含有せしめることにより分相を促進し、熱処
理や後段の酸等の処理も容易に行えるようにすることが
開示されているが、当該成分系では化学的耐久性に劣り
、水等に可溶なAIPO,系成分が析出する等やはり実
用上問題を残す。
本発明はこれらの問題点を解消し、溶融ガラス化が容易
で、熱処理による分相形成、さらに酸等による溶脱、多
孔化が簡単に行え、得られるポーラスガラスの化学的耐
久性、特に耐アルカリ性を向上したポーラスガラス用組
成物を提供するものである。
[1’l1題点を解決するための手段]本発明は、重量
%で、Sin、 50〜70、A1鵞0コ0〜5 、B
tOs20〜30、R103〜10(ただしR2OはN
a2O1KtOまたはLi2Oから選択される1種以上
)を基礎成分組成とし、さらに、ZrO2および/また
はSnO,l〜lQ、P2O.および/またはV2O.
1〜5を含有したポーラスガラス用組成物からなる。
本発明においてSin、はガラス化成分、骨格形成成分
として重要であるが、50wt%未満では溶融ガラス化
が容易ではなく、失透を生じ易い。他方70vt%を越
えると溶融粘度が上昇し、溶融成形性を劣化する。従っ
て50〜70wt%を好適範囲とするものである。
Alx0a は溶融粘度の調整、耐失透性の向上、分相
コントロール等を目的として導入するものであるが、5
wt%を越えると後述P80.と反応してAIPO。
系成分を生成してポーラスガラスの化学的耐久性、特に
耐水性を悪化する。あるいはこれを酸処理過程で溶脱さ
せたとしても、ボア径の揃ったポーラスガラスを得難い
、また分相形成速度を遅延し駿等による不要成分の溶脱
も困難となる。従って導入量を5豐t%以下とするもの
である。
B2O.は5ift系の骨格を形成する相に対向して、
他方の酸処理によりs税すべき相を形成する主成分であ
り、20vt%未満ではその分相形成を不充分とし、3
0vt%を越えると微細でボア径の均一な孔を有するポ
ーラスガラスを得難く、また機械的強度や化学的耐久性
を劣らせる。すなわち20〜30wt%の範囲とするの
が好ましい。
R10(NalO1K!0またはLi2O)はガラス溶
融温度を低下させ、易溶性にするフラックス成分である
が3曹t%未満であるとその作用が不充分であり、10
wt%を越えるとガラス流動性が過大となり成形性を悪
化し失透も生じ易い、従って3〜10wt%を好適範囲
とするものである。
前記したごとくこれらの基礎成分のみでは分相、ポーラ
スガラス形成が極めて容易とはいえず、またポーラスガ
ラスの化学的耐久性も劣る等実用面に問題を残す、従っ
て後述の特定成分を導入することがきわめて重要である
ZrO,および/またはSnO,はポーラスガラスの化
学的耐久性を向上するとともに機械的強度を増大する作
用を有するもので、twt%未満ではその作用発現が副
署でなく、他方10ft%を越えるとガラス溶融、成形
性を悪化する。また概してこれら成分の導入は分相形成
に対し難化傾向があるが10wt%を越えるとそれが副
署となる。これら成分の好適範囲は1〜10vt%とす
るのがよい。
P□0ツおよび/またはv20.はガラスの分相形成に
特に有効であり、1wt%未満ではその作用が不充分で
あるが、tvt%以上において有効に発現し、他方5w
t%を越えると前記したAIPO1の形成等、概してポ
ーラスガラスの化学的耐久性等を劣化し、あるいはボア
径を不均一にする。従って1〜5vt%の範囲とするも
のである。
前記Zr0tおよび/またはSnO,と、Plo、およ
び/またはv2O.との併存は、前者のガラス溶融に際
して溶解を困難とし、分相形成を岨害する不具合を後者
により改善し、後者の化学的耐久性を悪化させる問題点
を前者が改善し、よって両者相まって溶融成形を良好と
し、分相を容易に起生じ、後段の酸等による溶脱、ボア
ー形成も時間、手間等を要さず簡単に行えるとともに、
得られるポーラスガラスの化学的耐久性、特に耐アルカ
リ性を格段と向上せしめ、機械的強度も増大せしめると
いう著効を奏するものである。
[実施例1 以下に本発明を実施例を基に説明する。
5iOzJl料として珪砂、^l2O.原料として水酸
化アルミニウム、Btus原料としてホウ砂、N&20
、に!0、Li、O原料として夫々炭酸ソーダ、炭酸カ
リ炭酸リチウム、Zr01s 5nOt原料として夫々
ジルコン砂、酸化錫、P2O3、■2O.原料として夫
々リン酸、酸化バナジウムを準備し、これらを所望組成
に沿って調合した。
調合原料を白金ルツボ内に投入し、これを電気炉内で1
500℃、1〜5時Fl!溶融し、グラフディト上に流
延し、板状ガラスを得た。
これをさらに電気炉内で600ないし650℃、数十時
間ないし数百時間熱処理し分相させた。
分相したガラス試料を0.5fll+φ程度に粉砕、整
粒し、1s−n、soA液中で95℃、24時間、次い
で3N−etso、液中で95℃、24時間処理し、さ
らに水洗後0.5N−NaOH液中で常温下3時開処理
し、水洗、乾燥してポーラスガラスを得た。
なお3N−H2SO,処理は、ボア内に析出したZrO
,コロイドの除去を2O.5N−NaOH処理は、ボア
内に析出したSin、コロイドの除去を目的として実施
するものである。
前記ポーラスガラスについてマイクロノリティックス社
製水銀圧入式ボアサイザー8310型によりボア径分布
、表面積を測定した。
さらに常温で所要時間lN−Na041液中に浸漬し、
重量減少を測定した。
これら試料のうち主なものの原ガラス組成を第1表に、
その熱処理条件(温度−時間 ”C−hr)、平均ボア
径(人)、表iff種(rIi/g) 、単位時間、表
面積当たりの重量減少量(μg/ci1.hr)、およ
びアレニウスタイププロットにより分相の速度定数を求
め、600℃の熱処理温度で500人のボア径を得るた
めの必要時rIl(hr)を計算し、その結果を併せて
第2表に示した。
表中比較例1は公知のいわゆるバイコールタイブの原ガ
ラス組成、比較例2はそれにZr01を導入したもので
ある。
表から明らかなとおり本発明に係る実施例は短時間の熱
処理で所望のボア径を得ることができ、またポーラスガ
ラスの耐アルカリ性もきわめて優れている。
他方比較例はいずれも熱処理に時間を要し、従って酸等
による溶脱処理も手間、時間を要することとなり、それ
は特に比較例2において顕著である。また比較例1は耐
アルカリ性において劣ることが明らかである。ちなみに
実施例1におけるポーラスガラスの組成は、vt%で5
i0274.3 、A110jO067、PtOS 6
.22 、Zr0t 11.Q 、axOs 6.20
、Na2O1,81であり、実施例2においては Si
O□79.6、 入has  O,94、PtOs  
5.58  、Zr[11B、15、B2O.4.66
 、Ha、OG、9B 、K、G O,l 、比較例1
においては Sin!94.3 、入IJs O,37
、JOs 5.Q、N&!00.38であり、実施例に
おいてはポーラスガラス中にZr0zが集約して耐アル
カリ性等化学的耐久性を向上させることが伺える。
(以下令白鳥 第(が 第2表 ・1℃−hr ”入・’cd/g ” ag/d、 h
r得るのに必要な熱処理時間 +5600℃において51X1人のボアI!を[発明の
効果] 本発明によれば、短時間の熱処理、嬉脱処理により容易
に所望ボア径のポーラスガラスを得ることができ、また
耐アルカリ等化学的耐久性も優れるので苛酷な環境条件
下でも広く利用できるという効果を奏する。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1)重量%で、SiO_250〜70、Al_2O_3
    0〜5、B_2O_320〜30、R_2O3〜10(
    ただしR_2OはNa_2O、K_2OまたはLi_2
    Oから選択される1種以上)を基礎成分組成とし、これ
    にZrO_2および/またはSnO_21〜10、P_
    2O_5および/またはV_2O_51〜5を含有した
    ことを特徴とするポーラスガラス用組成物。
JP15565690A 1990-06-13 1990-06-13 ポーラスガラス用組成物 Pending JPH0446037A (ja)

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