JPS60180923A - 球状ガラス体の製造法 - Google Patents
球状ガラス体の製造法Info
- Publication number
- JPS60180923A JPS60180923A JP3487784A JP3487784A JPS60180923A JP S60180923 A JPS60180923 A JP S60180923A JP 3487784 A JP3487784 A JP 3487784A JP 3487784 A JP3487784 A JP 3487784A JP S60180923 A JPS60180923 A JP S60180923A
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- JP
- Japan
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- spherical glass
- metal alkoxide
- glass body
- hydrolysis
- soln
- Prior art date
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- Granted
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
- C03C1/006—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels to produce glass through wet route
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/10—Forming beads
- C03B19/1005—Forming solid beads
- C03B19/106—Forming solid beads by chemical vapour deposition; by liquid phase reaction
- C03B19/1065—Forming solid beads by chemical vapour deposition; by liquid phase reaction by liquid phase reactions, e.g. by means of a gel phase
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C12/00—Powdered glass; Bead compositions
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Organic Chemistry (AREA)
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- Dispersion Chemistry (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
（イ）産業上の利用分野
この発明は、球状ガラス体の製造法に関する。
さらに詳しくは、各種クロマトグラフィー用のカラム充
填材や酵素固定化用担体として有用であり、さらにポリ
マー充填強化材や光沢増加剤等の各種工業材料として有
用な球状ガラス体の製造法に関する。
填材や酵素固定化用担体として有用であり、さらにポリ
マー充填強化材や光沢増加剤等の各種工業材料として有
用な球状ガラス体の製造法に関する。
（０）従来技術
従来、球状ガラス体ことに微小ガラス球体の製法として
は、けい酸ナトリウムの溶液を油中に分散してゲル化す
るか、またはスプレー法で乾燥空気中でゲル化を行ない
、その後加熱処理して酸化物ガラスからなる球状ガラス
体を得る方法が知られているが、工程が煩雑でしかも長
時間を要していた。一方、溶融ガラスを球状に成形する
ことも考えられるが、実際上の処理は困難であった。
は、けい酸ナトリウムの溶液を油中に分散してゲル化す
るか、またはスプレー法で乾燥空気中でゲル化を行ない
、その後加熱処理して酸化物ガラスからなる球状ガラス
体を得る方法が知られているが、工程が煩雑でしかも長
時間を要していた。一方、溶融ガラスを球状に成形する
ことも考えられるが、実際上の処理は困難であった。
（ハ）目的
この発明は、前記従来の問題点に鑑みなされたものであ
り、簡単な工程でかつ短時間で所望の球状ガラス体が得
られる製造法を提供することを一つの目的とするもので
ある。
り、簡単な工程でかつ短時間で所望の球状ガラス体が得
られる製造法を提供することを一つの目的とするもので
ある。
本発明者らは、ガラス製造やセラミックス製造の原料の
一つとして知られている金属アルコキシドに着目し、こ
の加水分解特性を利用して効率良く球状ガラス体を得る
方法について研究を行なった。その結果、ｉ常酸性下で
行なわれる金属アルコキシドの加水分解系中に、少量の
フッ化水素酸を存在させることにより、加水分解が顕著
に促進され、短時間でゲル化しうる事実を見出し、この
知見に基ずき更に研究を加えた結果この発明に到達した
。
一つとして知られている金属アルコキシドに着目し、こ
の加水分解特性を利用して効率良く球状ガラス体を得る
方法について研究を行なった。その結果、ｉ常酸性下で
行なわれる金属アルコキシドの加水分解系中に、少量の
フッ化水素酸を存在させることにより、加水分解が顕著
に促進され、短時間でゲル化しうる事実を見出し、この
知見に基ずき更に研究を加えた結果この発明に到達した
。
（ハ）構成
かくしてこの発明によれば、少量のフッ化水素酸を含有
する金属アルコキシドの水性溶媒溶液を、該溶液と非相
溶だが分散可能な易揮発性の液状有機媒体中に常温上添
加して分散させることにより金属アルコキシドの加水分
解を分散状態で行なって球状のガラス様ゲル体を形成さ
せ、必要に応じて該ガラス様ゲル体を高温加熱処理に付
すことを特徴とする球状ガラス体の製造法が提供される
。
する金属アルコキシドの水性溶媒溶液を、該溶液と非相
溶だが分散可能な易揮発性の液状有機媒体中に常温上添
加して分散させることにより金属アルコキシドの加水分
解を分散状態で行なって球状のガラス様ゲル体を形成さ
せ、必要に応じて該ガラス様ゲル体を高温加熱処理に付
すことを特徴とする球状ガラス体の製造法が提供される
。
この発明における金属アルコキシドとしては、ガラス製
造分野やセラミックス製造分野に＄ける原料として知ら
れた金属のアルコキシドが種々適用でき、具体的には５
ｌ（ＯＣＨ８）４、Ｓ ｉ （ＯＣ２Ｈ６） ４、ＴＩ
（ＯＣ８Ｈ７）４、Ｖ（ＯＣ２Ｈａ）ａ、Ａ／（ＯＣ
ｓＨｔ ）ｇ、Ｎａ０ｃＨＢ等の低級アルコキシ金属が
挙げられ、これらのうち低級アルコキシシランを用いる
のが通常好適である。なあ、これら二種以上の混合物を
用いてもさしつかえはない。
造分野やセラミックス製造分野に＄ける原料として知ら
れた金属のアルコキシドが種々適用でき、具体的には５
ｌ（ＯＣＨ８）４、Ｓ ｉ （ＯＣ２Ｈ６） ４、ＴＩ
（ＯＣ８Ｈ７）４、Ｖ（ＯＣ２Ｈａ）ａ、Ａ／（ＯＣ
ｓＨｔ ）ｇ、Ｎａ０ｃＨＢ等の低級アルコキシ金属が
挙げられ、これらのうち低級アルコキシシランを用いる
のが通常好適である。なあ、これら二種以上の混合物を
用いてもさしつかえはない。
金属アルコキシドの水性溶媒溶液に用いる水性溶媒とし
ては、含水メタノール、含水エタノールのごとき水を含
む揮発性の親水性溶媒を用いるのが適当である。また、
水性溶媒溶液の濃度は特に限定されない。通常、溶液粘
度に球状ガラス体の球径は比例するため所望の球径に応
じた粘度が得られるよう金属アルコキシドの濃度を決定
すればよい。
ては、含水メタノール、含水エタノールのごとき水を含
む揮発性の親水性溶媒を用いるのが適当である。また、
水性溶媒溶液の濃度は特に限定されない。通常、溶液粘
度に球状ガラス体の球径は比例するため所望の球径に応
じた粘度が得られるよう金属アルコキシドの濃度を決定
すればよい。
上記溶液中に含有されるフッ化水素酸の凰は少量である
ことが必要である。この少量としては、金属アルコキシ
ド１モルに対するモル比として表わせば０．１−１モル
が適切である。１モルを越えた場合には易揮発性の有機
媒体中に分散時にゲル化が瞬間的に起こり充分な分散を
行なうことが困斧であり好ましくない、また、フッ化水
素酸の量が少量過ぎるとゲル化に要する時間が長く好ま
しくない。
ことが必要である。この少量としては、金属アルコキシ
ド１モルに対するモル比として表わせば０．１−１モル
が適切である。１モルを越えた場合には易揮発性の有機
媒体中に分散時にゲル化が瞬間的に起こり充分な分散を
行なうことが困斧であり好ましくない、また、フッ化水
素酸の量が少量過ぎるとゲル化に要する時間が長く好ま
しくない。
なお、フッ化水素酸の添加に先立って、金属アルコキシ
ドの水性溶媒溶液中に塩酸等の通常の加水分解用酸類が
添加されていてもよく、この場合、加水分解を促進する
触媒として働く、アルコキシドとアルコールと水の三成
分だけでは混合し難いが酸により混合が容易になる、酸
がないとアルコキシドと水の反応により白色沈殿が生じ
るが酸により再溶解することができる等の点で好ましい
。
ドの水性溶媒溶液中に塩酸等の通常の加水分解用酸類が
添加されていてもよく、この場合、加水分解を促進する
触媒として働く、アルコキシドとアルコールと水の三成
分だけでは混合し難いが酸により混合が容易になる、酸
がないとアルコキシドと水の反応により白色沈殿が生じ
るが酸により再溶解することができる等の点で好ましい
。
フッ化水素酸が添加された上記水性溶媒溶液は迅速に常
温下の液状有機媒体中に分散される。この有機媒体とし
ては上記フッ化水素酸含有溶液と熱開放下において容易
に揮散じつることを意味する。かような有機媒体として
は、疎水性でかつ常圧沸点的３５〜１５０℃の有機溶媒
が適してかり、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、
オクタン、シクロヘキサン等の炭素数４〜１０の炭化水
素類やベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水
素類が挙げられる。ただし、親水性基を有していても実
質的ｌこ疎水性の有機溶媒も用いることができ、この例
としてはペンタノール類が挙げられる。これらのうち常
圧沸点が１００℃以下のものが好ましく、ことにシクロ
ヘキサン、又はキシレンを用いるのが好ましい。
温下の液状有機媒体中に分散される。この有機媒体とし
ては上記フッ化水素酸含有溶液と熱開放下において容易
に揮散じつることを意味する。かような有機媒体として
は、疎水性でかつ常圧沸点的３５〜１５０℃の有機溶媒
が適してかり、例えばペンタン、ヘキサン、ヘプタン、
オクタン、シクロヘキサン等の炭素数４〜１０の炭化水
素類やベンゼン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水
素類が挙げられる。ただし、親水性基を有していても実
質的ｌこ疎水性の有機溶媒も用いることができ、この例
としてはペンタノール類が挙げられる。これらのうち常
圧沸点が１００℃以下のものが好ましく、ことにシクロ
ヘキサン、又はキシレンを用いるのが好ましい。
上記有機媒体への分散は通常、一括添加し次いで撹拌す
ることにより行なわれる。この際、フッ化水素含有溶液
と有機媒体との混合体積比率は、前者が後者の１１５以
下となるように調整するととが球状ガラス体の均一性の
点で好ましい。なお、撹拌は、分散したフッ化水素含有
溶液の粒子がゲ □ル状化がなされるまで撹拌器等で行
なうのが適している。そしてこの撹拌度合で得られる球
状ガラス体の球径を調整するとともできる。
ることにより行なわれる。この際、フッ化水素含有溶液
と有機媒体との混合体積比率は、前者が後者の１１５以
下となるように調整するととが球状ガラス体の均一性の
点で好ましい。なお、撹拌は、分散したフッ化水素含有
溶液の粒子がゲ □ル状化がなされるまで撹拌器等で行
なうのが適している。そしてこの撹拌度合で得られる球
状ガラス体の球径を調整するとともできる。
かような有機媒体中への分散によって金属アルコキシド
の加水分解が分散状態で急激に進行し、分散粒が数分以
内に球状のガラス様ゲル体に変換しこの発明の球状ガラ
ス体が分散状態で得られる。
の加水分解が分散状態で急激に進行し、分散粒が数分以
内に球状のガラス様ゲル体に変換しこの発明の球状ガラ
ス体が分散状態で得られる。
形成される球状ガラス体の球径は、前記した如く金属ア
ルコキシド溶液の粘度や撹拌度合等で左右されるが、こ
れらを調整することにより闘オーダーの大球径のものや
μｍオーダーの微小球径のものを適宜得ることができる
。
ルコキシド溶液の粘度や撹拌度合等で左右されるが、こ
れらを調整することにより闘オーダーの大球径のものや
μｍオーダーの微小球径のものを適宜得ることができる
。
このようにして形成された球状ガラス体は、金属アルコ
キシドの加水分解物である水酸化金属化合物及び／又は
その縮合物を主としその一部にフッ素原子を導入した多
孔性のガラス様ゲル体からなるものである。
キシドの加水分解物である水酸化金属化合物及び／又は
その縮合物を主としその一部にフッ素原子を導入した多
孔性のガラス様ゲル体からなるものである。
これらの球状ガラス体は、その場で有機媒体を揮発させ
て分離するか又は機械的手段（例えばフィルター）で分
離して乾燥した後、実用に供される。
て分離するか又は機械的手段（例えばフィルター）で分
離して乾燥した後、実用に供される。
この球状ガラス体は、必要に応じて高温加熱処理される
。例えば、従来のシリカガラスと同質の酸化物ガラス球
体を意図する場合には、上記で分離された球状ガラス体
に５００℃以上の高温加熱処理に長時間（例えば数時間
程度）付して高縮合化すればよいっこれらの酸化物ガラ
スからなるこの発明の球状ガラス体は各種クロマトグラ
フィー用のカラム充填材や各種担体、ポリマー充填強化
材や光沢増加材等の各種工業材料として有用である。一
方、熱処理しないものや３００℃程度以下の高温加熱処
理を行なったこの発明の球状ガラス体は、水酸化金属化
合物やその低縮合物を主としてなり多数の水酸基を有し
てありかつその反応性もフッ素原子が導入されているこ
とから向上しているため、前記用途以外にことに固定化
生体触媒用の担体として有用である。
。例えば、従来のシリカガラスと同質の酸化物ガラス球
体を意図する場合には、上記で分離された球状ガラス体
に５００℃以上の高温加熱処理に長時間（例えば数時間
程度）付して高縮合化すればよいっこれらの酸化物ガラ
スからなるこの発明の球状ガラス体は各種クロマトグラ
フィー用のカラム充填材や各種担体、ポリマー充填強化
材や光沢増加材等の各種工業材料として有用である。一
方、熱処理しないものや３００℃程度以下の高温加熱処
理を行なったこの発明の球状ガラス体は、水酸化金属化
合物やその低縮合物を主としてなり多数の水酸基を有し
てありかつその反応性もフッ素原子が導入されているこ
とから向上しているため、前記用途以外にことに固定化
生体触媒用の担体として有用である。
なお、この発明で用いるフッ化水素酸の代りに、フッ化
水素を含有する超強酸を用いてもよい。
水素を含有する超強酸を用いてもよい。
（ホ）実施例
テトラエトキシシランＳ ｉ （ＯＣ２Ｈ４）４１モル
に対し水、エチルアルコール及び塩酸をそれぞれ８，８
モル、８．６モル、０．２８モル順次混合し激しく撹拌
してテトラエトキシシランの水性溶媒溶液を得た。′こ
の溶液に撹拌しながら０．２モルのフッ化水素酸を加え
て混合した。
に対し水、エチルアルコール及び塩酸をそれぞれ８，８
モル、８．６モル、０．２８モル順次混合し激しく撹拌
してテトラエトキシシランの水性溶媒溶液を得た。′こ
の溶液に撹拌しながら０．２モルのフッ化水素酸を加え
て混合した。
次いで、このフッ化水素酸含有水性溶媒溶液４００−を
２０００ｍｅのシクロヘキサン（ビーカー中）に加えて
撹拌機により激しく撹拌しく ２５００ ｒｐｍ）水性
溶媒溶液相を分散させた。撹拌を続けたところ約４分後
にゲル化した球状ガラス体が集合状態でビーカーの底に
得られた。
２０００ｍｅのシクロヘキサン（ビーカー中）に加えて
撹拌機により激しく撹拌しく ２５００ ｒｐｍ）水性
溶媒溶液相を分散させた。撹拌を続けたところ約４分後
にゲル化した球状ガラス体が集合状態でビーカーの底に
得られた。
次いでこの球状ガラス体をメンブランフィルタ−で濾過
してシクロヘキサンと分離し、水で洗浄し、風乾した後
約１００℃で乾燥した。
してシクロヘキサンと分離し、水で洗浄し、風乾した後
約１００℃で乾燥した。
得られた球状ガラス体は、はぼ真球で球径約５０μｍの
球状体であった。また撹拌機の回転数（へ）効果 以上述べたように、この発明の方法によれ８ら、種々の
用途に有用な球状ガラス体を簡便にかつ短時間で製造す
ることができる。そして製造が常温下で行なうことがで
き、しかも揮発性の液状有機媒体を用いているため、形
成される球状ガラス体の分離・洗浄が簡便である。従っ
て製造コストを従来に比して大幅に低減することができ
る。
球状体であった。また撹拌機の回転数（へ）効果 以上述べたように、この発明の方法によれ８ら、種々の
用途に有用な球状ガラス体を簡便にかつ短時間で製造す
ることができる。そして製造が常温下で行なうことがで
き、しかも揮発性の液状有機媒体を用いているため、形
成される球状ガラス体の分離・洗浄が簡便である。従っ
て製造コストを従来に比して大幅に低減することができ
る。
Claims (1)
- １、少量のフッ化水素酸を含有する金属アルコキシドの
水性溶媒溶液を、該溶液と非相溶だが分散可能な易揮発
性の液状有機媒体中に常温下添加して分散させることに
より金属アルコキシドの加水分解を分散状態で行なって
球状のガラス様ゲル体を形成させ、必要に応じて該ガラ
ス様ゲル体を高温加熱処理に付すことを特徴とする球状
ガラス体の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3487784A JPS60180923A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 球状ガラス体の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3487784A JPS60180923A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 球状ガラス体の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60180923A true JPS60180923A (ja) | 1985-09-14 |
| JPH059381B2 JPH059381B2 (ja) | 1993-02-04 |
Family
ID=12426373
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3487784A Granted JPS60180923A (ja) | 1984-02-24 | 1984-02-24 | 球状ガラス体の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60180923A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5112676A (en) * | 1987-09-29 | 1992-05-12 | Centre National De La Recherche Scientifique 'cnrs | Method for the preparation of metallic oxide coatings |
-
1984
- 1984-02-24 JP JP3487784A patent/JPS60180923A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5112676A (en) * | 1987-09-29 | 1992-05-12 | Centre National De La Recherche Scientifique 'cnrs | Method for the preparation of metallic oxide coatings |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH059381B2 (ja) | 1993-02-04 |
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