JPS6366777B2 - - Google Patents
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- JPS6366777B2 JPS6366777B2 JP16208584A JP16208584A JPS6366777B2 JP S6366777 B2 JPS6366777 B2 JP S6366777B2 JP 16208584 A JP16208584 A JP 16208584A JP 16208584 A JP16208584 A JP 16208584A JP S6366777 B2 JPS6366777 B2 JP S6366777B2
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- JP
- Japan
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- weight
- glass
- porous
- molded product
- pore
- Prior art date
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- Expired
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- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01K—ANIMAL HUSBANDRY; AVICULTURE; APICULTURE; PISCICULTURE; FISHING; REARING OR BREEDING ANIMALS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; NEW BREEDS OF ANIMALS
- A01K63/00—Receptacles for live fish, e.g. aquaria; Terraria
- A01K63/04—Arrangements for treating water specially adapted to receptacles for live fish
- A01K63/042—Introducing gases into the water, e.g. aerators, air pumps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C02—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F—TREATMENT OF WATER, WASTE WATER, SEWAGE, OR SLUDGE
- C02F3/00—Biological treatment of water, waste water, or sewage
- C02F3/02—Aerobic processes
- C02F3/12—Activated sludge processes
- C02F3/20—Activated sludge processes using diffusers
-
- 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
- C03C11/00—Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles
- C03C11/005—Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles obtained by leaching after a phase separation step
-
- 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/076—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight
- C03C3/089—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron
- C03C3/091—Glass compositions containing silica with 40% to 90% silica, by weight containing boron containing aluminium
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W10/00—Technologies for wastewater treatment
- Y02W10/10—Biological treatment of water, waste water, or sewage
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- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
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- Microbiology (AREA)
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- Hydrology & Water Resources (AREA)
- Marine Sciences & Fisheries (AREA)
- Animal Husbandry (AREA)
- Water Supply & Treatment (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Description
産業上の利用分野
本発明は、多孔質ガラス成形物及びその製造方
法に関する。 従来の技術及び問題点 Na2O―B2O3―SiO2系ガラスにおいては、高け
い酸質成分とNa2O―B2O3成分とが分相を生ずる
ので、分相したガラスを酸溶液で処理してNa2O
―B2O3成分を溶出させ、多孔性高けい酸ガラス
を得る方法が知られている（米国特許第2106744
号及び第2215039号）。しかしながら、この公知の
系においては、Al2O3が存在すると分相が著しく
抑制されるので、Al2O3含有量は、最大限４〜５
重量％程度に抑制されている。従つて、使用する
ガラス原料に大巾な制限があり、例えばシラスと
して知られている南九州産の火山灰に含まれる安
価な火山ガラスを使用することは出来ない。更
に、上記の公知の系では、基礎ガラスの組成が単
純である為、原料の組成変動の影響を受けやす
く、又、得られる多孔性ガラスは化学的耐久性に
劣る等の問題点も存在する。 問題点を解決するための手段 本発明者は、Al2O3含有量に対する制約の少な
い多孔性ガラスを得るべく種々研究を重ねた結
果、Al2O3含有量が５〜15％にも達するにもかか
わらず、或る新たな組成のCaO―B2O3―SiO2―
Al2O3系ガラスが分相現象を呈することを見出
し、この知見に基づいて既に特許出願をした（特
願昭56−23772）。 本発明者は、更に研究を重ねた結果、Al2O3含
有量の制約が少なく、かつ多孔質ガラスの細孔径
を容易に制御できる多孔質ガラス成形物の製造方
法を見出し、ここに本発明を完成した。 即ち、本発明は、SiO260〜80重量％、Al2O37
〜15重量％、B2O36〜12重量％、Na2O3〜７重量
％及びCaO3〜７重量％からなり、孔径200nm〜
10000nmのほぼ円筒状の細孔を有し、細孔容量が
0.3〜1.2cm3/ｇである多孔質ガラス成形物（以下
これを本願第一発明とする）並びに、SiO245〜
70重量％、Al2O35〜15重量％、B2O38〜30重量
％、Na2O5〜10重量％及びCaO8〜25重量％を必
須成分とする基礎ガラス成形物を680〜800℃の範
囲内の一定温度で２〜72時間熱処理した後、酸可
溶成分を溶出除去することを特徴とする多孔質ガ
ラス成形物の製造方法（以下これを本願第二発明
とする）に係わる。 本願第二発明で使用する基礎ガラス成形物は、
SiO245〜70重量％、Al2O35〜15重量％、B2O38
〜30重量％、Na2O5〜10重量％及びCaO8〜25重
量％を必須成分とする。 公知のNa2Oを含有しない基礎ガラスは、熱処
理による分相性が顕著なために、酸処理により生
じる細孔の精密な制御が困難であり、細孔径が大
幅にばらつく。これに対して、Na2Oを添加した
上記組成の基礎ガラスは、Na2Oが分相の速度を
抑制する効果を有するので分相性が緩和され、細
孔径を制御することが容易となる。 一般に、同一組成の基礎ガラスを使用する場
合、多孔質ガラスの細孔の大きさは、分相のサイ
ズに直接依存するので、熱処理条件の設定は、細
孔設計上極めて重要である。本発明で使用する基
礎ガラスの組成範囲内では、いずれの組成点にお
いても、以下の事項が成立する。すなわち、熱処
理温度を一定として熱処理時間を変化させた場
合、下記式(1)に示す如く、熱処理の経過とともに
細孔径は指数関数的に増加する。一方、熱処理時
間を一定として熱処理温度を変化させた場合、下
記式(2)に示す如く、温度の上昇とともに細孔径は
増大する。 ln＝0.5lnt＋ａ …………(1) ln＝−Ｅ／2RT＋ｂ ………(2) ただし ：平均細孔径（Å） ｔ：熱処理時間（hr） Ｔ：熱処理温度（〓） Ｒ：気体定数 Ｅ：活性化エネルギー（kcal／mole） ａ、ｂ：組成によつてきまる定数 従つて、上記式(1)又は(2)を利用することによ
り、基礎ガラスの熱処理条件を決定すればよい。 更に本発明者は、研究を重ねた結果本願第二発
明による効果に加えて、作業性に優れた多孔質ガ
ラス成形物の製造方法を見出した。即ち、本発明
は、SiO245〜70重量％、Al2O35〜15重量％、
B2O38〜30重量％、Na2O5〜10重量％、CaO4〜
20重量％及びMgO1.6〜12.5重量％を必須成分と
する基礎ガラス成形物を680〜800℃の範囲内の一
定温度で２〜72時間熱処理した後、酸可溶成分を
溶出除去することを特徴とする多孔質ガラス成形
物の製造方法（以下、本願第三発明とする）にも
係わる。 本願第三発明は、本願第二発明の基礎ガラス成
形物に代えてCaOを４〜20重量％とし新たに
MgOを1.6〜12.5重量％添加し、他は本願第二発
明と同じ組成の基礎ガラス成形物を使用する。基
礎ガラスをこのような組成とすることにより、細
孔径を容易に制御できるという効果を失なうこと
なく、基礎ガラス成形物製造時における成形作業
温度付近でのガラスの粘度の温度勾配を小さくで
きる。このため作業時における粘度の増加を抑制
でき、作業性が改善できる。 本願第二発明及び第三発明で使用する基礎ガラ
ス成形物の製造方法は、特に限定されるものでは
ないが、例えば以下のような方法により製造でき
る。即ち、所定の組成となるように原料を調合
し、良く混合した後、混合物をガラス溶融ルツボ
に入れ、約1200℃でか焼し、原料を分解して溶融
させ、次いで温度を約1300〜1400℃に上昇させ、
１〜２時間後に溶融を完了する。次に、溶融物を
常法に従つて中空管、板、球等に成形することに
より基礎ガラス成形物が得られる。 本発明に於いては、上記基礎ガラス成形物を
680〜800℃の範囲内の一定温度で２〜72時間熱処
理する。この熱処理によりガラス組織に二相分離
現象が生じ、透明な基礎ガラスが白濁ないし白色
不透明に変化する。この熱処理工程に於いて、粒
度10〜200μｍ程度の炭酸カルシウム、アルミナ
または窒化ホウ素の粉末粒子を基礎ガラス成形物
の周囲に充填することにより、基礎ガラス成形物
の変形及び基礎ガラス成形物相互の溶着を防止す
ることができる。このうちで、窒化ホウ素はガラ
スに対して最も不活性なため理想的な充填剤であ
る。 次いで、上述の如くして熱処理された分相ガラ
スを１〜２規定程度の塩酸または硝酸に50〜100
℃の温度で２〜24時間程度浸漬することにより、
分相ガラス中の酸に可溶な分離相であるほう酸カ
ルシウム相が溶出除去され、多孔構造を有するガ
ラス成形物が製造される。 また、この酸処理に先立つて分相ガラスを20℃
以下の温度で１〜５％のフツ酸に３〜15分間浸漬
することにより、ガラスの表面処理を行なつてお
くと、表面に存在するSiO2に富む耐酸抵抗層が、
化学研磨されて除かれ、酸処理をより迅速にしか
もより均一に実施することができる。 この様にして得られた多孔質ガラス成形物で
は、ほう酸カルシウム相中に分配されたSiO2が、
酸処理時の加水分解によつてゲル化し、細孔内に
残留することがある。この場合、これらのSiO2
ゲルのために、多孔質ガラスの細孔容積は、基礎
ガラスの組成および熱処理条件から予測されるそ
れよりも小さくなるので、細孔容積のより大きい
多孔質ガラス成形物を得るために、SiO2ゲルを
取り除くことが好ましい。このために、酸可溶成
分を溶出除去した多孔質ガラス成形物を更に50℃
以下の温度で0.02〜0.5規定の水酸化ナトリウム
水溶液に１〜６時間程度浸漬することにより、
SiO2ゲルをけい酸ナトリウムとして抽出するこ
とができる。処理温度は、常温又はその近傍とす
ることが好ましい。水酸化ナトリウム濃度が高過
ぎたり、処理温度が高過ぎる場合は、多孔質シリ
カ骨格そのものを損なうおそれがある。 このようにして本願第二発明及び第三発明の方
法により得られる多孔質ガラス成形物は、孔径が
200〜10000nmの範囲に精密に制御された貫通孔
を多数有し細孔容量は、0.3〜1.2cm3/ｇである。
本発明多孔質ガラス成形物の組成は、SiO260〜
80重量％、Al2O37〜15重量％、B2O36〜12重量
％、Na2O3〜７重量％及びCaO3〜７重量％の範
囲内にあり、具体的には原料組成、熱処理温度、
熱処理時間等によつて決定される。熱処理温度が
高く、熱処理時間が長いほどSiO2の含有量が低
くなり、他の成分は上記した組成域の範囲内で相
対的に高くなる。逆に、熱処理温度が低く、熱処
理時間が短かいほどSiO2の含有量が高くなり、
他の成分の含有量は、相対的に低くなる。 本発明多孔質ガラス成形物は、細孔径が200〜
10000nmの範囲で制御されたもので、耐熱性、断
熱性、耐食性、耐久性等に富む無機材料であり、
他の多孔質無機材料と比較して高強度を有する。
本発明多孔質ガラスと他の多孔性無機材料との圧
縮強度の比較を第１表に示す。
法に関する。 従来の技術及び問題点 Na2O―B2O3―SiO2系ガラスにおいては、高け
い酸質成分とNa2O―B2O3成分とが分相を生ずる
ので、分相したガラスを酸溶液で処理してNa2O
―B2O3成分を溶出させ、多孔性高けい酸ガラス
を得る方法が知られている（米国特許第2106744
号及び第2215039号）。しかしながら、この公知の
系においては、Al2O3が存在すると分相が著しく
抑制されるので、Al2O3含有量は、最大限４〜５
重量％程度に抑制されている。従つて、使用する
ガラス原料に大巾な制限があり、例えばシラスと
して知られている南九州産の火山灰に含まれる安
価な火山ガラスを使用することは出来ない。更
に、上記の公知の系では、基礎ガラスの組成が単
純である為、原料の組成変動の影響を受けやす
く、又、得られる多孔性ガラスは化学的耐久性に
劣る等の問題点も存在する。 問題点を解決するための手段 本発明者は、Al2O3含有量に対する制約の少な
い多孔性ガラスを得るべく種々研究を重ねた結
果、Al2O3含有量が５〜15％にも達するにもかか
わらず、或る新たな組成のCaO―B2O3―SiO2―
Al2O3系ガラスが分相現象を呈することを見出
し、この知見に基づいて既に特許出願をした（特
願昭56−23772）。 本発明者は、更に研究を重ねた結果、Al2O3含
有量の制約が少なく、かつ多孔質ガラスの細孔径
を容易に制御できる多孔質ガラス成形物の製造方
法を見出し、ここに本発明を完成した。 即ち、本発明は、SiO260〜80重量％、Al2O37
〜15重量％、B2O36〜12重量％、Na2O3〜７重量
％及びCaO3〜７重量％からなり、孔径200nm〜
10000nmのほぼ円筒状の細孔を有し、細孔容量が
0.3〜1.2cm3/ｇである多孔質ガラス成形物（以下
これを本願第一発明とする）並びに、SiO245〜
70重量％、Al2O35〜15重量％、B2O38〜30重量
％、Na2O5〜10重量％及びCaO8〜25重量％を必
須成分とする基礎ガラス成形物を680〜800℃の範
囲内の一定温度で２〜72時間熱処理した後、酸可
溶成分を溶出除去することを特徴とする多孔質ガ
ラス成形物の製造方法（以下これを本願第二発明
とする）に係わる。 本願第二発明で使用する基礎ガラス成形物は、
SiO245〜70重量％、Al2O35〜15重量％、B2O38
〜30重量％、Na2O5〜10重量％及びCaO8〜25重
量％を必須成分とする。 公知のNa2Oを含有しない基礎ガラスは、熱処
理による分相性が顕著なために、酸処理により生
じる細孔の精密な制御が困難であり、細孔径が大
幅にばらつく。これに対して、Na2Oを添加した
上記組成の基礎ガラスは、Na2Oが分相の速度を
抑制する効果を有するので分相性が緩和され、細
孔径を制御することが容易となる。 一般に、同一組成の基礎ガラスを使用する場
合、多孔質ガラスの細孔の大きさは、分相のサイ
ズに直接依存するので、熱処理条件の設定は、細
孔設計上極めて重要である。本発明で使用する基
礎ガラスの組成範囲内では、いずれの組成点にお
いても、以下の事項が成立する。すなわち、熱処
理温度を一定として熱処理時間を変化させた場
合、下記式(1)に示す如く、熱処理の経過とともに
細孔径は指数関数的に増加する。一方、熱処理時
間を一定として熱処理温度を変化させた場合、下
記式(2)に示す如く、温度の上昇とともに細孔径は
増大する。 ln＝0.5lnt＋ａ …………(1) ln＝−Ｅ／2RT＋ｂ ………(2) ただし ：平均細孔径（Å） ｔ：熱処理時間（hr） Ｔ：熱処理温度（〓） Ｒ：気体定数 Ｅ：活性化エネルギー（kcal／mole） ａ、ｂ：組成によつてきまる定数 従つて、上記式(1)又は(2)を利用することによ
り、基礎ガラスの熱処理条件を決定すればよい。 更に本発明者は、研究を重ねた結果本願第二発
明による効果に加えて、作業性に優れた多孔質ガ
ラス成形物の製造方法を見出した。即ち、本発明
は、SiO245〜70重量％、Al2O35〜15重量％、
B2O38〜30重量％、Na2O5〜10重量％、CaO4〜
20重量％及びMgO1.6〜12.5重量％を必須成分と
する基礎ガラス成形物を680〜800℃の範囲内の一
定温度で２〜72時間熱処理した後、酸可溶成分を
溶出除去することを特徴とする多孔質ガラス成形
物の製造方法（以下、本願第三発明とする）にも
係わる。 本願第三発明は、本願第二発明の基礎ガラス成
形物に代えてCaOを４〜20重量％とし新たに
MgOを1.6〜12.5重量％添加し、他は本願第二発
明と同じ組成の基礎ガラス成形物を使用する。基
礎ガラスをこのような組成とすることにより、細
孔径を容易に制御できるという効果を失なうこと
なく、基礎ガラス成形物製造時における成形作業
温度付近でのガラスの粘度の温度勾配を小さくで
きる。このため作業時における粘度の増加を抑制
でき、作業性が改善できる。 本願第二発明及び第三発明で使用する基礎ガラ
ス成形物の製造方法は、特に限定されるものでは
ないが、例えば以下のような方法により製造でき
る。即ち、所定の組成となるように原料を調合
し、良く混合した後、混合物をガラス溶融ルツボ
に入れ、約1200℃でか焼し、原料を分解して溶融
させ、次いで温度を約1300〜1400℃に上昇させ、
１〜２時間後に溶融を完了する。次に、溶融物を
常法に従つて中空管、板、球等に成形することに
より基礎ガラス成形物が得られる。 本発明に於いては、上記基礎ガラス成形物を
680〜800℃の範囲内の一定温度で２〜72時間熱処
理する。この熱処理によりガラス組織に二相分離
現象が生じ、透明な基礎ガラスが白濁ないし白色
不透明に変化する。この熱処理工程に於いて、粒
度10〜200μｍ程度の炭酸カルシウム、アルミナ
または窒化ホウ素の粉末粒子を基礎ガラス成形物
の周囲に充填することにより、基礎ガラス成形物
の変形及び基礎ガラス成形物相互の溶着を防止す
ることができる。このうちで、窒化ホウ素はガラ
スに対して最も不活性なため理想的な充填剤であ
る。 次いで、上述の如くして熱処理された分相ガラ
スを１〜２規定程度の塩酸または硝酸に50〜100
℃の温度で２〜24時間程度浸漬することにより、
分相ガラス中の酸に可溶な分離相であるほう酸カ
ルシウム相が溶出除去され、多孔構造を有するガ
ラス成形物が製造される。 また、この酸処理に先立つて分相ガラスを20℃
以下の温度で１〜５％のフツ酸に３〜15分間浸漬
することにより、ガラスの表面処理を行なつてお
くと、表面に存在するSiO2に富む耐酸抵抗層が、
化学研磨されて除かれ、酸処理をより迅速にしか
もより均一に実施することができる。 この様にして得られた多孔質ガラス成形物で
は、ほう酸カルシウム相中に分配されたSiO2が、
酸処理時の加水分解によつてゲル化し、細孔内に
残留することがある。この場合、これらのSiO2
ゲルのために、多孔質ガラスの細孔容積は、基礎
ガラスの組成および熱処理条件から予測されるそ
れよりも小さくなるので、細孔容積のより大きい
多孔質ガラス成形物を得るために、SiO2ゲルを
取り除くことが好ましい。このために、酸可溶成
分を溶出除去した多孔質ガラス成形物を更に50℃
以下の温度で0.02〜0.5規定の水酸化ナトリウム
水溶液に１〜６時間程度浸漬することにより、
SiO2ゲルをけい酸ナトリウムとして抽出するこ
とができる。処理温度は、常温又はその近傍とす
ることが好ましい。水酸化ナトリウム濃度が高過
ぎたり、処理温度が高過ぎる場合は、多孔質シリ
カ骨格そのものを損なうおそれがある。 このようにして本願第二発明及び第三発明の方
法により得られる多孔質ガラス成形物は、孔径が
200〜10000nmの範囲に精密に制御された貫通孔
を多数有し細孔容量は、0.3〜1.2cm3/ｇである。
本発明多孔質ガラス成形物の組成は、SiO260〜
80重量％、Al2O37〜15重量％、B2O36〜12重量
％、Na2O3〜７重量％及びCaO3〜７重量％の範
囲内にあり、具体的には原料組成、熱処理温度、
熱処理時間等によつて決定される。熱処理温度が
高く、熱処理時間が長いほどSiO2の含有量が低
くなり、他の成分は上記した組成域の範囲内で相
対的に高くなる。逆に、熱処理温度が低く、熱処
理時間が短かいほどSiO2の含有量が高くなり、
他の成分の含有量は、相対的に低くなる。 本発明多孔質ガラス成形物は、細孔径が200〜
10000nmの範囲で制御されたもので、耐熱性、断
熱性、耐食性、耐久性等に富む無機材料であり、
他の多孔質無機材料と比較して高強度を有する。
本発明多孔質ガラスと他の多孔性無機材料との圧
縮強度の比較を第１表に示す。
【表】
また、一般に多孔体の機械的強度は、その多孔
体の気孔率に依存することが知られており、次の
関係で示される。 σ＝σ0exp（−bp） ただしσは材料の破壊強度、Ｐは気孔率、σ0は
Ｐ＝０のときの破壊強度、ｂは材料の種類によつ
て決まる常数である。 ここでｂは、材料の破壊強度の気孔率依存性を
表わす常数であり、材料評価のうえからこの値が
小さいことが望ましい。本発明多孔質ガラスと他
の多孔性無機材料のｂ値を第２表に示す。
体の気孔率に依存することが知られており、次の
関係で示される。 σ＝σ0exp（−bp） ただしσは材料の破壊強度、Ｐは気孔率、σ0は
Ｐ＝０のときの破壊強度、ｂは材料の種類によつ
て決まる常数である。 ここでｂは、材料の破壊強度の気孔率依存性を
表わす常数であり、材料評価のうえからこの値が
小さいことが望ましい。本発明多孔質ガラスと他
の多孔性無機材料のｂ値を第２表に示す。
【表】
第１表及び第２表から、本発明多孔質ガラス成
形物は、他の多孔質材料と比較して機械的強度が
大きくまた気孔率の増加にもかかわらず強度の低
下が少ないことが明らかである。 また、本発明多孔質ガラス成形物の細孔形状は
水銀圧入式ポロシメーターの測定によれば、第１
図に示すような円筒状をしていることが明らかで
ある。図に於いて、１が細孔である。この細孔
は、必ずしも直線的な円筒形を有しないが、細孔
の断面直径は平均してほぼ一定である。このよう
な細孔が成形物の内部で互いに絡み合い、つなが
りあつて複雑な多孔構造を形成している。一方、
セラミツクス多孔体は、骨材粒子の結合によつて
できる隙間が細孔となるものであり、細孔形状は
インクつぼ（インクボトル）型である。第２図に
セラミツクス多孔体の細孔構造の模式図を示す。
この細孔は、孔径の大きな空隙とこれらを連結す
る細い孔路からできており細孔の断面直径は、場
所によつて異なることが知られている（最新フア
インセラミツクス技術、工業調査会編、136ペー
ジ、1983年10月10日発行）。 このように本発明多孔質ガラス成形物の細孔
は、一定孔径の円筒状であるために、例えばフイ
ルターメデイアとして応用する場合に、細孔内部
での目詰まりがほとんどおきず円滑にろ過が行な
われる。一方セラミツクスフイルターでは、細孔
がインクつぼ型であるために、孔路部分で目詰ま
りが起き、ろ過不能状態に至りやすい。このよう
に本発明多孔質ガラス成形物は、分画精度が優れ
ているだけでなく、目詰まりを起こしにくい理想
的なフイルターメデイアとして利用することがで
きる。 なお、本発明においては、基礎ガラスの原料の
一部としてシラスの如き火山灰等に含まれる火山
ガラスを使用するのが有利である。SiO2及び
Al2O3源となる火山ガラスは、原料のガラス化速
度を増大させるとともに、原料コストを大巾に低
減させる。又、火山ガラスに含まれる不純物のほ
とんどは、ほう酸カルシウム相に分配され、酸に
より溶出するので、多孔質ガラスの性能に実質的
に影響を与えない。 発明の効果 (1) Al2O3含有量に対する制約が大巾に緩和され
たので、広範囲の原料を使用し得る。 (2) 従つて、シラスを代表例とす火山灰に由来す
る安価な火山ガラスを使用する場合には、多孔
性ガラスの物性を害うことなく、大巾なコスト
低減が可能である。 (3) Al2O3含有量が高いので、化学的耐久性に優
れている。 (4) ５元系または６元系成分を必須成分とする基
礎ガラスを使用するので、原料の組成変動の影
響を受けにくい。 (5) 多孔質ガラスの細孔の孔径を一定に制御する
ことが容易である。 (6) 基礎ガラスの成形作業時における粘度の増加
を抑制でき、作業性が向上する。 (7) 得られる多孔質ガラスは、他の多孔性無機物
質と比較して高強度を有し、気孔率の増加によ
る強度の低下が少ない。 (8) 本発明多孔質ガラス成形物は、孔径がほぼ一
定で円筒状の細孔を多数有するので、例えばフ
イルターメデイア等として応用した場合に目詰
まりが起きにくく有用である。 実施例 次に実施例を示して本発明を更に詳しく説明す
る。 実施例 １ 基礎ガラスの主要成分が、SiO250％、CaO13
％、MgO5％、B2O317％、Al2O39.41％及び
Na2O5.59％となるように、火山ガラスよりなる
天然の火山灰シラス、炭酸カルシウム、ホウ酸、
ソーダ灰及びマグネシウムを調合し、1350℃で溶
融して基礎ガラスを合成した。溶融物の温度が
1200℃に降下したところで吹きガラス法により直
径10mm肉厚約１mm長さ約500mmの中空ガラス管を
成形した。この成形物の内側と外側に200mesh以
下のアルミナの粉末をムラ無く満たし、725℃、
740℃及び755℃に精密に保持された炉の中でそれ
ぞれ20時間熱処理した。得られた熱処理物を10℃
の２％フツ酸に約10分浸漬して表面処理した後、
80℃の１規定塩酸に４時間浸漬し、熱処理の結果
生じた分離相を酸に溶出させて取り除いた。これ
を更に0.5規定の水酸化ナトリウム溶液で処理す
ることにより、細孔の中に残留するシリカを除
き、中和、水洗、乾燥を経て目的とする多孔質ガ
ラスよりなる中空管状成形物を得た。これらの成
形物の化学組成、細孔特性及び機械的強度を第３
表に示す。ただし、化学組成に関して原料の火山
灰シラスに由来する不純物は省略した。
形物は、他の多孔質材料と比較して機械的強度が
大きくまた気孔率の増加にもかかわらず強度の低
下が少ないことが明らかである。 また、本発明多孔質ガラス成形物の細孔形状は
水銀圧入式ポロシメーターの測定によれば、第１
図に示すような円筒状をしていることが明らかで
ある。図に於いて、１が細孔である。この細孔
は、必ずしも直線的な円筒形を有しないが、細孔
の断面直径は平均してほぼ一定である。このよう
な細孔が成形物の内部で互いに絡み合い、つなが
りあつて複雑な多孔構造を形成している。一方、
セラミツクス多孔体は、骨材粒子の結合によつて
できる隙間が細孔となるものであり、細孔形状は
インクつぼ（インクボトル）型である。第２図に
セラミツクス多孔体の細孔構造の模式図を示す。
この細孔は、孔径の大きな空隙とこれらを連結す
る細い孔路からできており細孔の断面直径は、場
所によつて異なることが知られている（最新フア
インセラミツクス技術、工業調査会編、136ペー
ジ、1983年10月10日発行）。 このように本発明多孔質ガラス成形物の細孔
は、一定孔径の円筒状であるために、例えばフイ
ルターメデイアとして応用する場合に、細孔内部
での目詰まりがほとんどおきず円滑にろ過が行な
われる。一方セラミツクスフイルターでは、細孔
がインクつぼ型であるために、孔路部分で目詰ま
りが起き、ろ過不能状態に至りやすい。このよう
に本発明多孔質ガラス成形物は、分画精度が優れ
ているだけでなく、目詰まりを起こしにくい理想
的なフイルターメデイアとして利用することがで
きる。 なお、本発明においては、基礎ガラスの原料の
一部としてシラスの如き火山灰等に含まれる火山
ガラスを使用するのが有利である。SiO2及び
Al2O3源となる火山ガラスは、原料のガラス化速
度を増大させるとともに、原料コストを大巾に低
減させる。又、火山ガラスに含まれる不純物のほ
とんどは、ほう酸カルシウム相に分配され、酸に
より溶出するので、多孔質ガラスの性能に実質的
に影響を与えない。 発明の効果 (1) Al2O3含有量に対する制約が大巾に緩和され
たので、広範囲の原料を使用し得る。 (2) 従つて、シラスを代表例とす火山灰に由来す
る安価な火山ガラスを使用する場合には、多孔
性ガラスの物性を害うことなく、大巾なコスト
低減が可能である。 (3) Al2O3含有量が高いので、化学的耐久性に優
れている。 (4) ５元系または６元系成分を必須成分とする基
礎ガラスを使用するので、原料の組成変動の影
響を受けにくい。 (5) 多孔質ガラスの細孔の孔径を一定に制御する
ことが容易である。 (6) 基礎ガラスの成形作業時における粘度の増加
を抑制でき、作業性が向上する。 (7) 得られる多孔質ガラスは、他の多孔性無機物
質と比較して高強度を有し、気孔率の増加によ
る強度の低下が少ない。 (8) 本発明多孔質ガラス成形物は、孔径がほぼ一
定で円筒状の細孔を多数有するので、例えばフ
イルターメデイア等として応用した場合に目詰
まりが起きにくく有用である。 実施例 次に実施例を示して本発明を更に詳しく説明す
る。 実施例 １ 基礎ガラスの主要成分が、SiO250％、CaO13
％、MgO5％、B2O317％、Al2O39.41％及び
Na2O5.59％となるように、火山ガラスよりなる
天然の火山灰シラス、炭酸カルシウム、ホウ酸、
ソーダ灰及びマグネシウムを調合し、1350℃で溶
融して基礎ガラスを合成した。溶融物の温度が
1200℃に降下したところで吹きガラス法により直
径10mm肉厚約１mm長さ約500mmの中空ガラス管を
成形した。この成形物の内側と外側に200mesh以
下のアルミナの粉末をムラ無く満たし、725℃、
740℃及び755℃に精密に保持された炉の中でそれ
ぞれ20時間熱処理した。得られた熱処理物を10℃
の２％フツ酸に約10分浸漬して表面処理した後、
80℃の１規定塩酸に４時間浸漬し、熱処理の結果
生じた分離相を酸に溶出させて取り除いた。これ
を更に0.5規定の水酸化ナトリウム溶液で処理す
ることにより、細孔の中に残留するシリカを除
き、中和、水洗、乾燥を経て目的とする多孔質ガ
ラスよりなる中空管状成形物を得た。これらの成
形物の化学組成、細孔特性及び機械的強度を第３
表に示す。ただし、化学組成に関して原料の火山
灰シラスに由来する不純物は省略した。
【表】
【表】
得られた多孔質ガラス成形物（試料番号１）の
電子顕微鏡写真を第３図に、細孔分布のグラフを
第５図に示す。比較として多孔性アルミナセラミ
ツクスの電子顕微鏡写真を第４図に細孔分布グラ
フを第６図に示す。これらの図から本発明多孔質
ガラス成形物は、多孔性アルミナセラミツクスと
比較して細孔径が良くまとまり、精密に制御され
た一定の孔径の細孔を無数に有することが明らか
である。 実施例 ２ 実施例１に於いて725℃で20時間熱処理した基
礎ガラス成形物を10℃の２％フツ酸に約10分浸漬
したのち、80℃の１規定塩酸に４時間浸漬して酸
可溶分を除去した。得られた多孔質ガラス成形物
の細孔容量は、0.350cm3/ｇであつた。
電子顕微鏡写真を第３図に、細孔分布のグラフを
第５図に示す。比較として多孔性アルミナセラミ
ツクスの電子顕微鏡写真を第４図に細孔分布グラ
フを第６図に示す。これらの図から本発明多孔質
ガラス成形物は、多孔性アルミナセラミツクスと
比較して細孔径が良くまとまり、精密に制御され
た一定の孔径の細孔を無数に有することが明らか
である。 実施例 ２ 実施例１に於いて725℃で20時間熱処理した基
礎ガラス成形物を10℃の２％フツ酸に約10分浸漬
したのち、80℃の１規定塩酸に４時間浸漬して酸
可溶分を除去した。得られた多孔質ガラス成形物
の細孔容量は、0.350cm3/ｇであつた。
第１図は本発明多孔質ガラス成形物の細孔構造
を示す模式図、第２図はセラミツクス多孔体の細
孔構造を示す模式図、第３図は実施例１で得られ
た多孔質ガラス成形物（試料番号１）の結晶の構
造の電子顕微鏡写真（1800倍）、第４図は多孔性
アルミナセラミツクスの結晶の構造の電子顕微鏡
写真（1800倍）、第５図は実施例１で得られた多
孔質ガラス成形物（試料番号１）の細孔分布のグ
ラフ、第６図は多孔性アルミナセラミツクスの細
孔分布のグラフである。 尚、図に於いて、１は細孔、２はスケルトン、
３は結合材、４は骨材、５は気孔である。
を示す模式図、第２図はセラミツクス多孔体の細
孔構造を示す模式図、第３図は実施例１で得られ
た多孔質ガラス成形物（試料番号１）の結晶の構
造の電子顕微鏡写真（1800倍）、第４図は多孔性
アルミナセラミツクスの結晶の構造の電子顕微鏡
写真（1800倍）、第５図は実施例１で得られた多
孔質ガラス成形物（試料番号１）の細孔分布のグ
ラフ、第６図は多孔性アルミナセラミツクスの細
孔分布のグラフである。 尚、図に於いて、１は細孔、２はスケルトン、
３は結合材、４は骨材、５は気孔である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ SiO260〜80重量％、Al2O37〜15重量％、
B2O36〜12重量％、Na2O3〜７重量％及びCaO3
〜７重量％からなり、孔径200nm〜10000nmの円
筒状の細孔を有し細孔容量が0.3〜1.2cm3/ｇであ
る多孔質ガラス成形物。 ２ SiO245〜70重量％、Al2O35〜15重量％、
B2O38〜30重量％、Na2O5〜10重量％及びCaO8
〜25重量％を必須成分とする基礎ガラス成形物を
680℃〜800℃の範囲内の一定温度で２〜72時間熱
処理した後、酸可溶成分を溶出除去することを特
徴とする多孔質ガラス成形物の製造方法。 ３ SiO245〜70重量％、Al2O35〜15重量％、
B2O38〜30重量％、Na2O5〜10重量％、CaO4〜
20重量％及びMgO1.6〜12.5重量％を必須成分と
する基礎ガラス成形物を680〜800℃の範囲内の一
定温度で２〜72時間熱処理した後、酸可溶成分を
溶出除去することを特徴とする多孔質ガラス成形
物の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59162085A JPS6140841A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 多孔質ガラス成形物及びその製造方法 |
| US06/757,313 US4657875A (en) | 1984-07-31 | 1985-07-22 | Articles of porous glass and process for preparing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59162085A JPS6140841A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 多孔質ガラス成形物及びその製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6140841A JPS6140841A (ja) | 1986-02-27 |
| JPS6366777B2 true JPS6366777B2 (ja) | 1988-12-22 |
Family
ID=15747795
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59162085A Granted JPS6140841A (ja) | 1984-07-31 | 1984-07-31 | 多孔質ガラス成形物及びその製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4657875A (ja) |
| JP (1) | JPS6140841A (ja) |
Cited By (4)
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| JP2005137871A (ja) * | 2003-10-17 | 2005-06-02 | Sanwa Newtec Co Ltd | 空気浄化装置 |
| JP2006056758A (ja) * | 2004-08-23 | 2006-03-02 | Shinzo Suzuki | カーボンナノチューブの製造方法及びカーボンナノチューブ構成物 |
| US7591452B2 (en) | 2003-12-15 | 2009-09-22 | Miyazaki Prefecture | Method for producing monodisperse bubbles |
| JP2009234900A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | Univ Of Miyazaki | 水中オゾナイザ |
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- 1984-07-31 JP JP59162085A patent/JPS6140841A/ja active Granted
-
1985
- 1985-07-22 US US06/757,313 patent/US4657875A/en not_active Expired - Lifetime
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Also Published As
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |