JP2003267719A - 多孔体、多孔体膜を有する基体およびこれらの製造方法 - Google Patents
多孔体、多孔体膜を有する基体およびこれらの製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 超臨界乾燥を必要とせず、常圧で簡便に乾燥
でき、低温で多孔化できて活性な表面が得られる多孔体
を提供することを目的とする。 【解決手段】 一般式Ｍ(ＯＲ1)nで表わされる金属また
は半金属のアルコキシド、一般式Ｓｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)4-m
で表わされるオルガノアルコキシシラン、一般式ＨＯ−
[Ｓｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈで表わされるポリオルガノシロキ
サンから選ばれる１種または２種以上とＨxＳｉ(Ｒ5)
y(ＯＲ6)4-x-yを有機溶媒に溶解した溶液を加水分解ま
たは部分加水分解し、ゲル化、乾燥して多孔体を製造す
る方法であって、前記ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-yの含
有量がＳｉ換算で、前記溶液中の金属または半金属の全
モル数に対して、１０モル％以上９０モル％以下である
ことを特徴とする多孔体の製造方法およびその多孔体で
ある。
でき、低温で多孔化できて活性な表面が得られる多孔体
を提供することを目的とする。 【解決手段】 一般式Ｍ(ＯＲ1)nで表わされる金属また
は半金属のアルコキシド、一般式Ｓｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)4-m
で表わされるオルガノアルコキシシラン、一般式ＨＯ−
[Ｓｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈで表わされるポリオルガノシロキ
サンから選ばれる１種または２種以上とＨxＳｉ(Ｒ5)
y(ＯＲ6)4-x-yを有機溶媒に溶解した溶液を加水分解ま
たは部分加水分解し、ゲル化、乾燥して多孔体を製造す
る方法であって、前記ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-yの含
有量がＳｉ換算で、前記溶液中の金属または半金属の全
モル数に対して、１０モル％以上９０モル％以下である
ことを特徴とする多孔体の製造方法およびその多孔体で
ある。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゾル・ゲル法によ
り得られるガラスやセラミックスの多孔体、多孔体膜を
有する基体およびこれらの製造方法に関するものであ
り、フィルター、分離膜、センサー、吸着剤、触媒およ
び触媒担体、固定化酵素担体、イオン交換体、断熱材、
遮音材等に応用できる多孔体材料およびその製造方法に
関するものである。
り得られるガラスやセラミックスの多孔体、多孔体膜を
有する基体およびこれらの製造方法に関するものであ
り、フィルター、分離膜、センサー、吸着剤、触媒およ
び触媒担体、固定化酵素担体、イオン交換体、断熱材、
遮音材等に応用できる多孔体材料およびその製造方法に
関するものである。
【０００２】
【従来の技術】金属、ガラス、セラミックス、有機ポリ
マー等の多孔体は、材質、孔サイズ、孔表面修飾等を選
択することによって、フィルター、分離膜、センサー、
吸着剤、触媒および触媒担体、固定化酵素担体、イオン
交換体、断熱材、遮音材、分離カラム等に使われてい
る。
マー等の多孔体は、材質、孔サイズ、孔表面修飾等を選
択することによって、フィルター、分離膜、センサー、
吸着剤、触媒および触媒担体、固定化酵素担体、イオン
交換体、断熱材、遮音材、分離カラム等に使われてい
る。
【０００３】ガラスやセラミックスの多孔体には、アル
コキシドを原料としてゾル・ゲル法で作製されるエアロ
ゲル、キセロゲル、相分離ゲル、有機官能基テンプレー
ト多孔体、ミセル多孔体等がある。
コキシドを原料としてゾル・ゲル法で作製されるエアロ
ゲル、キセロゲル、相分離ゲル、有機官能基テンプレー
ト多孔体、ミセル多孔体等がある。
【０００４】エアロゲルは、シリコン等のアルコキシド
を加水分解し、ゲル化後、アルコールや炭酸ガスの超臨
界流体を利用して乾燥させて得られる多孔体である。
を加水分解し、ゲル化後、アルコールや炭酸ガスの超臨
界流体を利用して乾燥させて得られる多孔体である。
【０００５】キセロゲルは、シリコン等のアルコキシド
を加水分解し、ゲル化後、自然乾燥して得られる多孔体
であるが、ゲルを自然乾燥する際に細孔内での溶媒の表
面張力によって亀裂が発生しやすいために、乾燥制御剤
（Drying Control ChemicalAdditive、以下、ＤＣＣＡ
と略記する）を添加してゲル化させることが多い。
を加水分解し、ゲル化後、自然乾燥して得られる多孔体
であるが、ゲルを自然乾燥する際に細孔内での溶媒の表
面張力によって亀裂が発生しやすいために、乾燥制御剤
（Drying Control ChemicalAdditive、以下、ＤＣＣＡ
と略記する）を添加してゲル化させることが多い。
【０００６】相分離ゲルは、ポリエチレンオキサイド
（ＰＥＯ）等のような有機高分子を含むゾルをゲル化さ
せ、焼成して得られる多孔体であり、ゲル化過程で有機
高分子と無機ゲルが相分離を起こし、焼成により有機部
分を熱分解することによって細孔が形成される多孔体で
ある。
（ＰＥＯ）等のような有機高分子を含むゾルをゲル化さ
せ、焼成して得られる多孔体であり、ゲル化過程で有機
高分子と無機ゲルが相分離を起こし、焼成により有機部
分を熱分解することによって細孔が形成される多孔体で
ある。
【０００７】有機官能基テンプレート多孔体は、オルガ
ノアルコキシシランを含むアルコキシドを加水分解、ゲ
ル化し、焼成して得られる多孔体であり、シリコンに直
接結合した有機官能基を細孔を形成するためのテンプレ
ートとして利用し、有機官能基を熱分解することによっ
て細孔が形成される多孔体である。
ノアルコキシシランを含むアルコキシドを加水分解、ゲ
ル化し、焼成して得られる多孔体であり、シリコンに直
接結合した有機官能基を細孔を形成するためのテンプレ
ートとして利用し、有機官能基を熱分解することによっ
て細孔が形成される多孔体である。
【０００８】ミセル多孔体は、アルコキシドを加水分解
したゾル中に、界面活性剤を含ませてゲル化させた後、
焼成して得られる多孔体であり、界面活性剤が自己組織
的にミセル構造を形成し、界面活性剤を熱分解すること
によって細孔が形成される多孔体である。
したゾル中に、界面活性剤を含ませてゲル化させた後、
焼成して得られる多孔体であり、界面活性剤が自己組織
的にミセル構造を形成し、界面活性剤を熱分解すること
によって細孔が形成される多孔体である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】エアロゲルは、低温で
作製できるので活性な表面が得られるものの、超臨界乾
燥工程を必要とするために高圧装置を必要とする。一
方、相分離ゲル、有機官能基テンプレート多孔体、およ
びミセル多孔体は、乾燥工程においては特殊な装置を必
要としないものの、有機物を熱分解するための高温によ
る焼成工程を必要とするため、活性な表面が得られ難
く、有機分やカーボンが残留し易い。
作製できるので活性な表面が得られるものの、超臨界乾
燥工程を必要とするために高圧装置を必要とする。一
方、相分離ゲル、有機官能基テンプレート多孔体、およ
びミセル多孔体は、乾燥工程においては特殊な装置を必
要としないものの、有機物を熱分解するための高温によ
る焼成工程を必要とするため、活性な表面が得られ難
く、有機分やカーボンが残留し易い。
【００１０】キセロゲルは、主にテトラエトキシシラン
を酸あるいは塩基触媒で加水分解・重縮合して得られる
ゲルを常温付近で乾燥することにより作製できるので活
性な表面が得られやすいものの、ゲルのシリカ骨格の強
度が低く柔軟性に乏しいことから、特に乾燥時の内部応
力によりクラックが発生し易く、クラック発生を防止す
るためにＤＣＣＡを添加して乾燥条件を高精度に制御し
なければならない。シリカ骨格に柔軟性を与えて発生す
る内部応力を緩和するために、テトラエトキシシランに
オルガノアルコキシシランを加えて得られるキセロゲル
では、シリカ骨格に結合する有機基により柔軟性を有す
るため乾燥時にクラックが生じ難くなるものの、ゲルの
強度が十分でないために注意深い乾燥を行わなければな
らない場合もあり、歩留まりが悪くなる場合もある。
を酸あるいは塩基触媒で加水分解・重縮合して得られる
ゲルを常温付近で乾燥することにより作製できるので活
性な表面が得られやすいものの、ゲルのシリカ骨格の強
度が低く柔軟性に乏しいことから、特に乾燥時の内部応
力によりクラックが発生し易く、クラック発生を防止す
るためにＤＣＣＡを添加して乾燥条件を高精度に制御し
なければならない。シリカ骨格に柔軟性を与えて発生す
る内部応力を緩和するために、テトラエトキシシランに
オルガノアルコキシシランを加えて得られるキセロゲル
では、シリカ骨格に結合する有機基により柔軟性を有す
るため乾燥時にクラックが生じ難くなるものの、ゲルの
強度が十分でないために注意深い乾燥を行わなければな
らない場合もあり、歩留まりが悪くなる場合もある。
【００１１】本発明は、上記のゾル・ゲル法により作製
されるガラスやセラミックスの多孔体およびその製造方
法における問題点を改善するものであり、その製造工程
において、超臨界乾燥工程を必要とせず、低温常圧で簡
便に乾燥できる製造方法を提供するとともに、低温で多
孔化できるため活性な表面を有する多孔体を提供するこ
とを目的とする。
されるガラスやセラミックスの多孔体およびその製造方
法における問題点を改善するものであり、その製造工程
において、超臨界乾燥工程を必要とせず、低温常圧で簡
便に乾燥できる製造方法を提供するとともに、低温で多
孔化できるため活性な表面を有する多孔体を提供するこ
とを目的とする。
【００１２】
前記目的を達成するため、本願発明は以下の態様を要旨
とする。（１） 一般式Ｍ(ＯＲ1)n（Ｍは金属または半
金属の元素、Ｒ1は炭素数１以上の有機基であり、ｎは
金属または半金属の価数）で表わされる金属または半金
属のアルコキシド、一般式Ｓｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)
4-m（Ｒ2、Ｒ3は炭素数１以上の有機基であり、ｍは１
〜３の整数）で表わされるオルガノアルコキシシラン及
び一般式ＨＯ−[Ｓｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈ（Ｒ4は炭素数１以
上の有機基であり、ｌは２〜５００の整数）で表わされ
るポリオルガノシロキサンから選ばれる１種または２種
以上と、ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-y（Ｒ5、Ｒ6は炭素
数１以上の有機基であり、ｘは１〜３の整数、ｙは０〜
３の整数で、ｘ＋ｙ≦４）とを有機溶媒に溶解した溶液
を加水分解または部分加水分解し、ゲル化、乾燥して多
孔体を製造する方法であって、前記ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ
6)4-x-yの含有量がＳｉ換算で、前記溶液中の金属また
は半金属の全モル数に対して、１０モル％以上９０モル
％以下であることを特徴とする多孔体の製造方法。 （２） 前記ゲル化、乾燥をそれぞれ−５０℃〜１５０
℃の温度範囲で行う（１）記載の多孔体の製造方法。 （３） シリケート水溶液にＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)
4-x-y（Ｒ5、Ｒ6は炭素数１以上の有機基であり、ｘは
１〜３の整数、ｙは０〜３の整数で、ｘ＋ｙ≦４）を添
加した溶液をゲル化、乾燥して多孔体を製造する方法で
あって、前記ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-yの含有量がＳ
ｉ換算で、前記溶液の全質量に対して、５質量％以上８
０質量％以下であることを特徴とする多孔体の製造方
法。 （４） 酸化物微粒子のコロイド水溶液にＨxＳｉ(Ｒ5)
y(ＯＲ6)4-x-y（Ｒ5、Ｒ 6は炭素数１以上の有機基であ
り、ｘは１〜３の整数、ｙは０〜３の整数で、ｘ＋ｙ≦
４）を添加した溶液をゲル化、乾燥して多孔体を製造す
る方法であって、前記ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-yの含
有量がＳｉ換算で、前記溶液の全質量に対して、５質量
％以上８０質量％以下であることを特徴とする多孔体の
製造方法。 （５） 前記ゲル化を−５０〜５０℃の温度範囲で、乾
燥を室温〜１５０℃の温度範囲で行う（３）または
（４）に記載の多孔体の製造方法。 （６） （１）〜（５）のいずれかに記載の方法により
得られる多孔体であって、該多孔体の気孔率が４０〜９
９．９％、かつ、比表面積が５０ｍ2／ｇ以上であるこ
とを特徴とする多孔体。 （７） 前記多孔体の気孔が、孔径５〜１００ｎｍの微
細孔および孔径１００μｍ〜５ｍｍの細孔を含み、平均
気孔径が５ｎｍ〜５ｍｍである（６）記載の多孔体。 （８） 一般式Ｍ(ＯＲ1)n（Ｍは金属または半金属の元
素、Ｒ1は炭素数１以上の有機基であり、ｎは金属また
は半金属の価数）で表わされる金属または半金属のアル
コキシド、一般式Ｓｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)4-m（Ｒ2、Ｒ3は炭
素数１以上の有機基であり、ｍは１〜３の整数）で表わ
されるオルガノアルコキシシラン及び一般式ＨＯ−[Ｓ
ｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈ（Ｒ4は炭素数１以上の有機基であ
り、ｌは２〜５００の整数）で表わされるポリオルガノ
シロキサンから選ばれる１種または２種以上と、ＨxＳ
ｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-y（Ｒ5、Ｒ6は炭素数１以上の有機
基であり、ｘは１〜３の整数、ｙは０〜３の整数で、ｘ
＋ｙ≦４）とを有機溶媒に溶解した溶液を加水分解した
後、該溶液を基体に塗布し、ゲル化、乾燥して多孔体膜
を有する基体を製造する方法であって、前記ＨxＳｉ(Ｒ
5)y(ＯＲ6)4-x-yの含有量が、前記溶液中の金属または
半金属の全モル数に対して、Ｓｉ換算で１０モル％以上
９０モル％以下であることを特徴とする多孔体膜を有す
る基体の製造方法。 （９） 前記ゲル化、乾燥をそれぞれ−５０℃〜１５０
℃の温度範囲で行う（８）記載の多孔体膜を有する基体
の製造方法。 （１０） （８）または（９）に記載の方法により得ら
れる多孔体膜を有する基体であって、前記多孔体膜の気
孔率が４０〜９９．９％、かつ、比表面積が５０ｍ2／
ｇ以上であることを特徴とする多孔体膜を有する基体。 （１１） 前記多孔体膜の気孔が、孔径５〜１００ｎｍ
の微細孔および孔径１００μｍ〜５ｍｍの細孔を含み、
平均気孔径が５ｎｍ〜５ｍｍである（１０）記載の多孔
体膜を有する基体。
とする。（１） 一般式Ｍ(ＯＲ1)n（Ｍは金属または半
金属の元素、Ｒ1は炭素数１以上の有機基であり、ｎは
金属または半金属の価数）で表わされる金属または半金
属のアルコキシド、一般式Ｓｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)
4-m（Ｒ2、Ｒ3は炭素数１以上の有機基であり、ｍは１
〜３の整数）で表わされるオルガノアルコキシシラン及
び一般式ＨＯ−[Ｓｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈ（Ｒ4は炭素数１以
上の有機基であり、ｌは２〜５００の整数）で表わされ
るポリオルガノシロキサンから選ばれる１種または２種
以上と、ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-y（Ｒ5、Ｒ6は炭素
数１以上の有機基であり、ｘは１〜３の整数、ｙは０〜
３の整数で、ｘ＋ｙ≦４）とを有機溶媒に溶解した溶液
を加水分解または部分加水分解し、ゲル化、乾燥して多
孔体を製造する方法であって、前記ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ
6)4-x-yの含有量がＳｉ換算で、前記溶液中の金属また
は半金属の全モル数に対して、１０モル％以上９０モル
％以下であることを特徴とする多孔体の製造方法。 （２） 前記ゲル化、乾燥をそれぞれ−５０℃〜１５０
℃の温度範囲で行う（１）記載の多孔体の製造方法。 （３） シリケート水溶液にＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)
4-x-y（Ｒ5、Ｒ6は炭素数１以上の有機基であり、ｘは
１〜３の整数、ｙは０〜３の整数で、ｘ＋ｙ≦４）を添
加した溶液をゲル化、乾燥して多孔体を製造する方法で
あって、前記ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-yの含有量がＳ
ｉ換算で、前記溶液の全質量に対して、５質量％以上８
０質量％以下であることを特徴とする多孔体の製造方
法。 （４） 酸化物微粒子のコロイド水溶液にＨxＳｉ(Ｒ5)
y(ＯＲ6)4-x-y（Ｒ5、Ｒ 6は炭素数１以上の有機基であ
り、ｘは１〜３の整数、ｙは０〜３の整数で、ｘ＋ｙ≦
４）を添加した溶液をゲル化、乾燥して多孔体を製造す
る方法であって、前記ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-yの含
有量がＳｉ換算で、前記溶液の全質量に対して、５質量
％以上８０質量％以下であることを特徴とする多孔体の
製造方法。 （５） 前記ゲル化を−５０〜５０℃の温度範囲で、乾
燥を室温〜１５０℃の温度範囲で行う（３）または
（４）に記載の多孔体の製造方法。 （６） （１）〜（５）のいずれかに記載の方法により
得られる多孔体であって、該多孔体の気孔率が４０〜９
９．９％、かつ、比表面積が５０ｍ2／ｇ以上であるこ
とを特徴とする多孔体。 （７） 前記多孔体の気孔が、孔径５〜１００ｎｍの微
細孔および孔径１００μｍ〜５ｍｍの細孔を含み、平均
気孔径が５ｎｍ〜５ｍｍである（６）記載の多孔体。 （８） 一般式Ｍ(ＯＲ1)n（Ｍは金属または半金属の元
素、Ｒ1は炭素数１以上の有機基であり、ｎは金属また
は半金属の価数）で表わされる金属または半金属のアル
コキシド、一般式Ｓｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)4-m（Ｒ2、Ｒ3は炭
素数１以上の有機基であり、ｍは１〜３の整数）で表わ
されるオルガノアルコキシシラン及び一般式ＨＯ−[Ｓ
ｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈ（Ｒ4は炭素数１以上の有機基であ
り、ｌは２〜５００の整数）で表わされるポリオルガノ
シロキサンから選ばれる１種または２種以上と、ＨxＳ
ｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-y（Ｒ5、Ｒ6は炭素数１以上の有機
基であり、ｘは１〜３の整数、ｙは０〜３の整数で、ｘ
＋ｙ≦４）とを有機溶媒に溶解した溶液を加水分解した
後、該溶液を基体に塗布し、ゲル化、乾燥して多孔体膜
を有する基体を製造する方法であって、前記ＨxＳｉ(Ｒ
5)y(ＯＲ6)4-x-yの含有量が、前記溶液中の金属または
半金属の全モル数に対して、Ｓｉ換算で１０モル％以上
９０モル％以下であることを特徴とする多孔体膜を有す
る基体の製造方法。 （９） 前記ゲル化、乾燥をそれぞれ−５０℃〜１５０
℃の温度範囲で行う（８）記載の多孔体膜を有する基体
の製造方法。 （１０） （８）または（９）に記載の方法により得ら
れる多孔体膜を有する基体であって、前記多孔体膜の気
孔率が４０〜９９．９％、かつ、比表面積が５０ｍ2／
ｇ以上であることを特徴とする多孔体膜を有する基体。 （１１） 前記多孔体膜の気孔が、孔径５〜１００ｎｍ
の微細孔および孔径１００μｍ〜５ｍｍの細孔を含み、
平均気孔径が５ｎｍ〜５ｍｍである（１０）記載の多孔
体膜を有する基体。
【００１３】
【発明の実施の形態】本発明に用いられる金属または半
金属のアルコキシドとは、化学式Ｍ（ＯＲ1）nで表され
るものである。ここで、Ｍは金属または半金属の元素
で、例えばＢ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、
Ｙ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｍｇ、
Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ、Ｋ、Ｎａ、Ｌａ、Ｃｅ等であり、ｎ
は金属または半金属の元素Ｍの価数である。Ｒ1は炭素
数１以上の有機基であり、好ましくは炭素数１〜８の有
機基であり、アルコキシ基（−ＯＲ1）としては、特に
限定しないが、例えば、メトキシド、エトキシド、プロ
ポキシド、ブトキシド等が挙げられる。金属または半金
属のアルコキシド（Ｍ（ＯＲ1）n）１分子中のアルコキ
シ基は、全て同一であっても、異なるものであっても良
い。前記金属または半金属のアルコキシドは、１種また
は２種以上使用でき、アルコキシ基の一部をβ−ジケト
ン、β−ケトエステル、アルカノールアミン、アルキル
アルカノールアミン、有機酸等で置換して使用してもよ
い。
金属のアルコキシドとは、化学式Ｍ（ＯＲ1）nで表され
るものである。ここで、Ｍは金属または半金属の元素
で、例えばＢ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｔａ、Ｎｂ、
Ｙ、Ｃｏ、Ｆｅ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｍｎ、Ｒｅ、Ｍｇ、
Ｓｒ、Ｂａ、Ｃａ、Ｋ、Ｎａ、Ｌａ、Ｃｅ等であり、ｎ
は金属または半金属の元素Ｍの価数である。Ｒ1は炭素
数１以上の有機基であり、好ましくは炭素数１〜８の有
機基であり、アルコキシ基（−ＯＲ1）としては、特に
限定しないが、例えば、メトキシド、エトキシド、プロ
ポキシド、ブトキシド等が挙げられる。金属または半金
属のアルコキシド（Ｍ（ＯＲ1）n）１分子中のアルコキ
シ基は、全て同一であっても、異なるものであっても良
い。前記金属または半金属のアルコキシドは、１種また
は２種以上使用でき、アルコキシ基の一部をβ−ジケト
ン、β−ケトエステル、アルカノールアミン、アルキル
アルカノールアミン、有機酸等で置換して使用してもよ
い。
【００１４】本発明に用いられるオルガノアルコキシシ
ランは、化学式Ｓｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)4 -mで表され、ｍは１
〜３の整数であり、Ｒ2およびＲ3は炭素数１以上の有機
基であるが、Ｒ2は炭素数１〜８であってＮ、Ｏ、Ｓ等
の異元素を含んでもよい有機基であることが好ましく、
Ｒ3は炭素数１〜８の有機基であることが好ましい。有
機基（−Ｒ2）は、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5、−Ｃ3Ｈ7、−Ｃ
4Ｈ9、−ＣＨ＝ＣＨ2、−Ｃ6Ｈ5、−ＣＦ3、−Ｃ2Ｆ5、
−Ｃ3Ｆ7、−Ｃ4Ｆ9、−ＣＨ2ＣＨ2ＣＦ3、−ＣＨ2ＣＨ
2Ｃ6Ｆ13、−ＣＨ2ＣＨ2Ｃ8Ｆ17、−Ｃ3Ｈ6ＮＨ2、−Ｃ
3Ｈ6ＮＨＣ2Ｈ 4ＮＨ2、−Ｃ3Ｈ6ＯＣＨ2ＣＨＯＣＨ2、
−Ｃ3Ｈ6ＯＣＯＣ（ＣＨ3）＝ＣＨ2等であり、アルコキ
シ基（−ＯＲ3）は、メトキシ基、エトキシ基、プロポ
キシ基、ブトキシ基等で構成されるものである。有機基
およびアルコキシ基は、それぞれ同一分子内で複数存在
する場合、異なる基であってもよい。
ランは、化学式Ｓｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)4 -mで表され、ｍは１
〜３の整数であり、Ｒ2およびＲ3は炭素数１以上の有機
基であるが、Ｒ2は炭素数１〜８であってＮ、Ｏ、Ｓ等
の異元素を含んでもよい有機基であることが好ましく、
Ｒ3は炭素数１〜８の有機基であることが好ましい。有
機基（−Ｒ2）は、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5、−Ｃ3Ｈ7、−Ｃ
4Ｈ9、−ＣＨ＝ＣＨ2、−Ｃ6Ｈ5、−ＣＦ3、−Ｃ2Ｆ5、
−Ｃ3Ｆ7、−Ｃ4Ｆ9、−ＣＨ2ＣＨ2ＣＦ3、−ＣＨ2ＣＨ
2Ｃ6Ｆ13、−ＣＨ2ＣＨ2Ｃ8Ｆ17、−Ｃ3Ｈ6ＮＨ2、−Ｃ
3Ｈ6ＮＨＣ2Ｈ 4ＮＨ2、−Ｃ3Ｈ6ＯＣＨ2ＣＨＯＣＨ2、
−Ｃ3Ｈ6ＯＣＯＣ（ＣＨ3）＝ＣＨ2等であり、アルコキ
シ基（−ＯＲ3）は、メトキシ基、エトキシ基、プロポ
キシ基、ブトキシ基等で構成されるものである。有機基
およびアルコキシ基は、それぞれ同一分子内で複数存在
する場合、異なる基であってもよい。
【００１５】オルガノアルコキシシランは、該オルガノ
アルコキシシラン中のアルコキシ基の総モル数に対し
て、等モル以下の水で予め加水分解または部分加水分解
して使用しても良い。
アルコキシシラン中のアルコキシ基の総モル数に対し
て、等モル以下の水で予め加水分解または部分加水分解
して使用しても良い。
【００１６】本発明に用いられるポリオルガノシロキサ
ンとは、化学式ＨＯ−[Ｓｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈで表される
重合体であり、Ｒ4は炭素数１以上の有機基であり、好
ましくは炭素数１〜８でＮ、Ｏ、Ｓなどの異元素を含ん
でもよい有機基であり、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5、−Ｃ
3Ｈ7、−Ｃ4Ｈ9、−ＣＨ＝ＣＨ2、−Ｃ6Ｈ5等で構成さ
れるものであり、有機基（−Ｒ4）は、異なる有機基で
あってもよい。該ポリオルガノシロキサンの例として、
ポリジメチルシロキサン、ポリジエチルシロキサン、ポ
リジプロピルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン、
ポリメチルフェニルシロキサン等が挙げられる。前記化
学式のｌは、２以上５００以下が好ましい。ｌが２未満
は、オルガノアルコキシシランの加水分解状態と同じで
あり、オルガノアルコキシシランを意味する。一方、ｌ
が５００を越えると溶媒に溶解し難くなり、反応点であ
る水酸基の重合体中に占める割合が少なくなり、無機・
有機ハイブリッドのゲルが合成し難くなる。
ンとは、化学式ＨＯ−[Ｓｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈで表される
重合体であり、Ｒ4は炭素数１以上の有機基であり、好
ましくは炭素数１〜８でＮ、Ｏ、Ｓなどの異元素を含ん
でもよい有機基であり、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5、−Ｃ
3Ｈ7、−Ｃ4Ｈ9、−ＣＨ＝ＣＨ2、−Ｃ6Ｈ5等で構成さ
れるものであり、有機基（−Ｒ4）は、異なる有機基で
あってもよい。該ポリオルガノシロキサンの例として、
ポリジメチルシロキサン、ポリジエチルシロキサン、ポ
リジプロピルシロキサン、ポリジフェニルシロキサン、
ポリメチルフェニルシロキサン等が挙げられる。前記化
学式のｌは、２以上５００以下が好ましい。ｌが２未満
は、オルガノアルコキシシランの加水分解状態と同じで
あり、オルガノアルコキシシランを意味する。一方、ｌ
が５００を越えると溶媒に溶解し難くなり、反応点であ
る水酸基の重合体中に占める割合が少なくなり、無機・
有機ハイブリッドのゲルが合成し難くなる。
【００１７】本発明に用いられるＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)
4-x-yは、Ｒ5、Ｒ6が炭素数１以上の有機基であり、ｘ
は１〜３の整数、ｙは０〜３の整数で、ｘ＋ｙ≦４であ
る。好ましくはＲ5は炭素数１〜８でＮ、Ｏ、Ｓなどの
異元素を含んでもよい有機基であり、またＲ6は炭素数
１〜８の有機基であることが好ましい。アルコキシ基
（−ＯＲ6）は、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プ
ロポキシ基、ブトキシ基等であり、有機基（−Ｒ5）
は、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5、−Ｃ3Ｈ7、−Ｃ4Ｈ9、−ＣＨ
＝ＣＨ2、−Ｃ6Ｈ5、−ＣＦ3、−Ｃ2Ｆ5、−Ｃ3Ｆ7、−
Ｃ4Ｆ9、−ＣＨ2ＣＨ2ＣＦ3、−ＣＨ2ＣＨ2Ｃ6Ｆ13、−
ＣＨ2ＣＨ2Ｃ8Ｆ17、−Ｃ3Ｈ6ＮＨ2、−Ｃ3Ｈ6ＮＨＣ2
Ｈ4ＮＨ2、−Ｃ3Ｈ6ＯＣＨ2ＣＨＯＣＨ2、−Ｃ3Ｈ6ＯＣ
ＯＣ（ＣＨ3）＝ＣＨ2等が挙げられる。前記化学式のｘ
は、１〜３が好ましく、１未満すなわち０では、Ｓｉ−
Ｈが無くなるため反応性が悪くなる。一方、ｘが３超す
なわち４では反応性が高すぎて扱い難い。前記化学式の
ｙは０〜３であり、特に０〜２が好ましい。ｙが３超す
なわち４では、反応性のＳｉ−ＨやＳｉ−ＯＲが無くな
るため反応が進行しなくなる。Ｈ−Ｓｉを有するＨxＳ
ｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-yは、Ｈの電子吸引性により、アル
コキシ基の加水分解反応性が高いため、ＨxＳｉ(Ｒ 5)
y(ＯＲ6)4-x-yが存在すると容易にゲル化し、かつ高強
度のゲルが形成され、乾燥時にクラックが生じ難くな
る。また、塩基性下で反応を行うと、Ｈ−ＳｉのＨ2ガ
スの発生を伴う急激な反応により、マクロ孔も形成しな
がらゲル化して、いわゆる発泡体が形成される。
4-x-yは、Ｒ5、Ｒ6が炭素数１以上の有機基であり、ｘ
は１〜３の整数、ｙは０〜３の整数で、ｘ＋ｙ≦４であ
る。好ましくはＲ5は炭素数１〜８でＮ、Ｏ、Ｓなどの
異元素を含んでもよい有機基であり、またＲ6は炭素数
１〜８の有機基であることが好ましい。アルコキシ基
（−ＯＲ6）は、例えば、メトキシ基、エトキシ基、プ
ロポキシ基、ブトキシ基等であり、有機基（−Ｒ5）
は、−ＣＨ3、−Ｃ2Ｈ5、−Ｃ3Ｈ7、−Ｃ4Ｈ9、−ＣＨ
＝ＣＨ2、−Ｃ6Ｈ5、−ＣＦ3、−Ｃ2Ｆ5、−Ｃ3Ｆ7、−
Ｃ4Ｆ9、−ＣＨ2ＣＨ2ＣＦ3、−ＣＨ2ＣＨ2Ｃ6Ｆ13、−
ＣＨ2ＣＨ2Ｃ8Ｆ17、−Ｃ3Ｈ6ＮＨ2、−Ｃ3Ｈ6ＮＨＣ2
Ｈ4ＮＨ2、−Ｃ3Ｈ6ＯＣＨ2ＣＨＯＣＨ2、−Ｃ3Ｈ6ＯＣ
ＯＣ（ＣＨ3）＝ＣＨ2等が挙げられる。前記化学式のｘ
は、１〜３が好ましく、１未満すなわち０では、Ｓｉ−
Ｈが無くなるため反応性が悪くなる。一方、ｘが３超す
なわち４では反応性が高すぎて扱い難い。前記化学式の
ｙは０〜３であり、特に０〜２が好ましい。ｙが３超す
なわち４では、反応性のＳｉ−ＨやＳｉ−ＯＲが無くな
るため反応が進行しなくなる。Ｈ−Ｓｉを有するＨxＳ
ｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-yは、Ｈの電子吸引性により、アル
コキシ基の加水分解反応性が高いため、ＨxＳｉ(Ｒ 5)
y(ＯＲ6)4-x-yが存在すると容易にゲル化し、かつ高強
度のゲルが形成され、乾燥時にクラックが生じ難くな
る。また、塩基性下で反応を行うと、Ｈ−ＳｉのＨ2ガ
スの発生を伴う急激な反応により、マクロ孔も形成しな
がらゲル化して、いわゆる発泡体が形成される。
【００１８】前記一般式Ｍ(ＯＲ1)nで表わされる金属ま
たは半金属のアルコキシド、前記一般式Ｓｉ(Ｒ2)m(Ｏ
Ｒ3)4-mで表わされるオルガノアルコキシシラン、前記
一般式ＨＯ−[Ｓｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈで表わされるポリオ
ルガノシロキサンから選ばれる１種または２種以上と前
記ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-yを有機溶媒に溶解した溶
液における、前記ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-yの含有量
は、前記溶液中の金属または半金属の全モル数に対し
て、Ｓｉ換算で１０モル％以上９０モル％以下が好まし
い。１０モル％未満では、乾燥時にクラックが発生し易
く、比表面積の高い多孔体が得られない。一方、９０モ
ル％を超えると、ゲルの強度が弱くなり、クラックの無
い自立したゲルが得られない。
たは半金属のアルコキシド、前記一般式Ｓｉ(Ｒ2)m(Ｏ
Ｒ3)4-mで表わされるオルガノアルコキシシラン、前記
一般式ＨＯ−[Ｓｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈで表わされるポリオ
ルガノシロキサンから選ばれる１種または２種以上と前
記ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-yを有機溶媒に溶解した溶
液における、前記ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-yの含有量
は、前記溶液中の金属または半金属の全モル数に対し
て、Ｓｉ換算で１０モル％以上９０モル％以下が好まし
い。１０モル％未満では、乾燥時にクラックが発生し易
く、比表面積の高い多孔体が得られない。一方、９０モ
ル％を超えると、ゲルの強度が弱くなり、クラックの無
い自立したゲルが得られない。
【００１９】本発明で使用するアルコキシドＭ（Ｏ
Ｒ1）n、オルガノアルコキシシランＳｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)
4-m、およびポリオルガノシロキサンＨＯ−[Ｓｉ(Ｒ4)2
Ｏ]l−Ｈは、それぞれ単独で使用してもよく、また、混
合して使用してもよい。特に、オルガノアルコキシシラ
ンＳｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)4-m、およびポリオルガノシロキサ
ンＨＯ−[Ｓｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈ由来の有機基（Ｒ2、
Ｒ4）と結合したシリコンが、前記アルコキシド、前記
オルガノアルコキシシラン、および前記ポリオルガノシ
ロキサンの１種以上の金属元素あるいは半金属元素の全
量に対して、５モル％以上含むほうが、クラックのない
自立したゲルが作りやすい。
Ｒ1）n、オルガノアルコキシシランＳｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)
4-m、およびポリオルガノシロキサンＨＯ−[Ｓｉ(Ｒ4)2
Ｏ]l−Ｈは、それぞれ単独で使用してもよく、また、混
合して使用してもよい。特に、オルガノアルコキシシラ
ンＳｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)4-m、およびポリオルガノシロキサ
ンＨＯ−[Ｓｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈ由来の有機基（Ｒ2、
Ｒ4）と結合したシリコンが、前記アルコキシド、前記
オルガノアルコキシシラン、および前記ポリオルガノシ
ロキサンの１種以上の金属元素あるいは半金属元素の全
量に対して、５モル％以上含むほうが、クラックのない
自立したゲルが作りやすい。
【００２０】本発明における金属または半金属のアルコ
キシドＭ(ＯＲ1)n、オルガノアルコキシシランＳｉ
(Ｒ2)m(ＯＲ3)4-m、ポリオルガノシロキサンＨＯ−[Ｓ
ｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈ、およびＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-y
の加水分解または部分加水分解は、アルコキシ基の総モ
ル数に対して１〜１００モル倍の水を添加することによ
り行う。水は、アルコール等の有機溶媒で希釈してもよ
く、希釈率は５００倍以下が好ましい。５００倍を超え
ると、添加総量が大きすぎて滴下等で添加する時間がか
かり、現実的ではない。
キシドＭ(ＯＲ1)n、オルガノアルコキシシランＳｉ
(Ｒ2)m(ＯＲ3)4-m、ポリオルガノシロキサンＨＯ−[Ｓ
ｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈ、およびＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-y
の加水分解または部分加水分解は、アルコキシ基の総モ
ル数に対して１〜１００モル倍の水を添加することによ
り行う。水は、アルコール等の有機溶媒で希釈してもよ
く、希釈率は５００倍以下が好ましい。５００倍を超え
ると、添加総量が大きすぎて滴下等で添加する時間がか
かり、現実的ではない。
【００２１】水を添加する際、無機酸、有機酸あるいは
それらの両方を触媒として使用する。無機酸は特に限定
しないが、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸が挙げら
れる。有機酸は特に限定しないが、例えば、CH3COOH、H
COOH、C2H5COOH、CF3COOH、CH3SO3Hが挙げられる。これ
らの酸触媒は、アルコキシ基の総モル数に対して０．０
０５〜１モル倍添加する。０．００５モル未満では、反
応の進行が遅すぎて現実的ではない。一方、１モルを越
えると、残留する酸の量が多くなり、その除去が必要に
なる。
それらの両方を触媒として使用する。無機酸は特に限定
しないが、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、リン酸が挙げら
れる。有機酸は特に限定しないが、例えば、CH3COOH、H
COOH、C2H5COOH、CF3COOH、CH3SO3Hが挙げられる。これ
らの酸触媒は、アルコキシ基の総モル数に対して０．０
０５〜１モル倍添加する。０．００５モル未満では、反
応の進行が遅すぎて現実的ではない。一方、１モルを越
えると、残留する酸の量が多くなり、その除去が必要に
なる。
【００２２】前記原料の部分加水分解または加水分解に
おいては、金属または半金属のアルコキシドＭ(Ｏ
Ｒ1)n、オルガノアルコキシシランＳｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)
4-m、ポリオルガノシロキサンＨＯ−[Ｓｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−
Ｈ、およびＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x -yを均一に分散、
溶解できる有機溶媒を使用してもよく、例えば、メタノ
ール、エタノール、プロパノール、ブタノール、メトキ
シエタノール、エトキシエタノール等の各種アルコー
ル、アセトン等のケトン類、トルエン、キシレン等であ
り、これらの混合溶媒でもよい。使用できる溶媒の量
は、特に限定しないが、原料の容量に対して１０００倍
以下が好ましい。１０００倍を超えると、そのままでは
ゲル化せず、ゲル化させるために濃縮してもゲル化に時
間がかかりすぎる。また、加水分解後に、溶媒、加水分
解で生成したアルコール等を常圧あるいは減圧下で留去
して濃縮してもよい。
おいては、金属または半金属のアルコキシドＭ(Ｏ
Ｒ1)n、オルガノアルコキシシランＳｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)
4-m、ポリオルガノシロキサンＨＯ−[Ｓｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−
Ｈ、およびＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x -yを均一に分散、
溶解できる有機溶媒を使用してもよく、例えば、メタノ
ール、エタノール、プロパノール、ブタノール、メトキ
シエタノール、エトキシエタノール等の各種アルコー
ル、アセトン等のケトン類、トルエン、キシレン等であ
り、これらの混合溶媒でもよい。使用できる溶媒の量
は、特に限定しないが、原料の容量に対して１０００倍
以下が好ましい。１０００倍を超えると、そのままでは
ゲル化せず、ゲル化させるために濃縮してもゲル化に時
間がかかりすぎる。また、加水分解後に、溶媒、加水分
解で生成したアルコール等を常圧あるいは減圧下で留去
して濃縮してもよい。
【００２３】前記原料を混合、加水分解または部分加水
分解した後、該溶液を−５０〜１５０℃でゲル化および
乾燥させる。本発明のＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-yは、
反応性が高いため、条件によっては冷やす必要がある。
−５０℃未満では、ゲル化の進行が遅く実用的ではな
い。一方、１５０℃を超えると、急激な溶媒蒸発あるい
は沸騰のために、クラックの無い自立したゲルが得られ
ない。得られたゲルをさらに高温で熱処理して使用して
もよく、前記熱処理温度は２００℃〜１０００℃が好ま
しい。２００℃未満では、乾燥状態と同じであり熱処理
の効果が見られない。一方、１０００℃を越えると、焼
結等により細孔がつぶれてしまい多孔体とならない。
分解した後、該溶液を−５０〜１５０℃でゲル化および
乾燥させる。本発明のＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-yは、
反応性が高いため、条件によっては冷やす必要がある。
−５０℃未満では、ゲル化の進行が遅く実用的ではな
い。一方、１５０℃を超えると、急激な溶媒蒸発あるい
は沸騰のために、クラックの無い自立したゲルが得られ
ない。得られたゲルをさらに高温で熱処理して使用して
もよく、前記熱処理温度は２００℃〜１０００℃が好ま
しい。２００℃未満では、乾燥状態と同じであり熱処理
の効果が見られない。一方、１０００℃を越えると、焼
結等により細孔がつぶれてしまい多孔体とならない。
【００２４】また、前記原料を混合、加水分解または部
分加水分解した溶液を基体に塗布した後、前記条件で乾
燥することによって、多孔体膜を有する基体を得ること
も可能であり、該基体は、プラスチック、セラミック
ス、ガラス、金属などで乾燥、熱処理に耐えられるもの
であればよい。
分加水分解した溶液を基体に塗布した後、前記条件で乾
燥することによって、多孔体膜を有する基体を得ること
も可能であり、該基体は、プラスチック、セラミック
ス、ガラス、金属などで乾燥、熱処理に耐えられるもの
であればよい。
【００２５】本発明の多孔体および多孔体膜は、乾燥時
にクラックが発生し難いため、自立した大型のものが得
られる。本発明の多孔体および多孔体膜は、気孔率が４
０％〜９９．９％の範囲で、かつ比表面積が５０ｍ2／
ｇ以上である。さらに、孔径が５ｎｍ〜１００ｎｍの範
囲にある微細孔および孔径が１００μｍ〜５ｍｍ径の範
囲にあるマクロ孔を含む高次多孔構造を有する。気孔率
が４０％未満、比表面積が５０ｍ2／ｇ未満の場合は、
フィルター、分離膜、センサー、吸着剤、触媒および触
媒担体、固定化酵素担体、イオン交換体、断熱材、遮音
材等に好適に用いるための特性が得られず、一方、９
９．９％超の場合は多孔体および多孔体膜として必要な
強度が得られない。
にクラックが発生し難いため、自立した大型のものが得
られる。本発明の多孔体および多孔体膜は、気孔率が４
０％〜９９．９％の範囲で、かつ比表面積が５０ｍ2／
ｇ以上である。さらに、孔径が５ｎｍ〜１００ｎｍの範
囲にある微細孔および孔径が１００μｍ〜５ｍｍ径の範
囲にあるマクロ孔を含む高次多孔構造を有する。気孔率
が４０％未満、比表面積が５０ｍ2／ｇ未満の場合は、
フィルター、分離膜、センサー、吸着剤、触媒および触
媒担体、固定化酵素担体、イオン交換体、断熱材、遮音
材等に好適に用いるための特性が得られず、一方、９
９．９％超の場合は多孔体および多孔体膜として必要な
強度が得られない。
【００２６】本発明の多孔体および多孔体膜は、孔径が
５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲にある微細孔および孔径が１
００μｍ〜５ｍｍ径の範囲にあるマクロ孔を含む高次多
孔構造を有することが好ましい。このような高次多孔構
造を有するのは、微細なゾル粒子がゲル化することで細
孔が形成され、Ｈ−ＳｉのＨ2ガスの発生を伴う急激な
反応時にマクロ孔が形成されるという、孔形成メカニズ
ムによるものである。前記微細孔の孔径が５ｎｍ未満、
１００ｎｍ超の場合は、高次多孔構造を有する多孔体お
よび多孔体膜としての特性が劣る。また、前記マクロ孔
の孔径が１００μｍ未満の場合は、比表面積が５０ｍ2
／ｇ未満となり多孔体および多孔体膜としての特性が劣
り、さらに、５ｍｍ超の場合は多孔体および多孔体膜と
しての特性および強度が劣る。
５ｎｍ〜１００ｎｍの範囲にある微細孔および孔径が１
００μｍ〜５ｍｍ径の範囲にあるマクロ孔を含む高次多
孔構造を有することが好ましい。このような高次多孔構
造を有するのは、微細なゾル粒子がゲル化することで細
孔が形成され、Ｈ−ＳｉのＨ2ガスの発生を伴う急激な
反応時にマクロ孔が形成されるという、孔形成メカニズ
ムによるものである。前記微細孔の孔径が５ｎｍ未満、
１００ｎｍ超の場合は、高次多孔構造を有する多孔体お
よび多孔体膜としての特性が劣る。また、前記マクロ孔
の孔径が１００μｍ未満の場合は、比表面積が５０ｍ2
／ｇ未満となり多孔体および多孔体膜としての特性が劣
り、さらに、５ｍｍ超の場合は多孔体および多孔体膜と
しての特性および強度が劣る。
【００２７】本発明に用いられるシリケート水溶液と
は、ナトリウムシリケート（水ガラス）、リチウムシリ
ケート等のアルカリ金属シリケート、バリウムシリケー
ト、カルシウムシリケート等のアルカリ土類金属シリケ
ート、アルカリ金属やアルカリ土類金属以外の金属イオ
ン（アルミニウム、鉄、銅、コバルト、バナジウム、チ
タン、ジルコニウム、セリウム等の遷移金属イオンや希
土類金属イオン）のシリケートから選ばれる１種以上を
含む水溶液である。シリケートの濃度は、特に限定しな
いが、５〜７５質量％の範囲が好ましい。５質量％未満
では、強度の強いゲルが得られ難くく、一方、７５質量
％を超えると、シリケート水溶液の安定性が悪くなった
り、粘度が高すぎたりしてゲルが作製し難くなる。
は、ナトリウムシリケート（水ガラス）、リチウムシリ
ケート等のアルカリ金属シリケート、バリウムシリケー
ト、カルシウムシリケート等のアルカリ土類金属シリケ
ート、アルカリ金属やアルカリ土類金属以外の金属イオ
ン（アルミニウム、鉄、銅、コバルト、バナジウム、チ
タン、ジルコニウム、セリウム等の遷移金属イオンや希
土類金属イオン）のシリケートから選ばれる１種以上を
含む水溶液である。シリケートの濃度は、特に限定しな
いが、５〜７５質量％の範囲が好ましい。５質量％未満
では、強度の強いゲルが得られ難くく、一方、７５質量
％を超えると、シリケート水溶液の安定性が悪くなった
り、粘度が高すぎたりしてゲルが作製し難くなる。
【００２８】前記シリケート水溶液に、ＨxＳｉ(Ｒ5)
y(ＯＲ6)4-x-yを添加する。その添加量は、５質量％以
上８０質量％以下が好ましく、５質量％未満では、多孔
体が得られず、一方、８０質量％を超えると、多孔体の
強度が弱すぎて、クラックの無い自立した多孔体が得ら
れない。
y(ＯＲ6)4-x-yを添加する。その添加量は、５質量％以
上８０質量％以下が好ましく、５質量％未満では、多孔
体が得られず、一方、８０質量％を超えると、多孔体の
強度が弱すぎて、クラックの無い自立した多孔体が得ら
れない。
【００２９】前記シリケート水溶液に、オルガノアルコ
キシシランＳｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)4-m、および／またはポリ
オルガノシロキサンＨＯ−[Ｓｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈを添加
しても良い。前記添加量は、特に限定しないが、シリケ
ート溶液に対して１〜８０質量％が好ましい。１質量％
未満では、反応中に系外に揮発してしまい添加効果が現
れず、一方、８０質量％を超えると、未反応量が多くな
りすぎて経済的ではない。また、前記シリケート水溶液
にアルコール等の有機溶媒を加えることにより、オルガ
ノアルコキシシランＳｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)4-mおよび／また
はポリオルガノシロキサンＨＯ−[Ｓｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈ
の相溶性を高めることができる。使用する有機溶媒の量
は、相溶化に必要な量であり、例えば、シリケート水溶
液の水の量に対して０．１〜５０モル倍が一般的であ
る。
キシシランＳｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)4-m、および／またはポリ
オルガノシロキサンＨＯ−[Ｓｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈを添加
しても良い。前記添加量は、特に限定しないが、シリケ
ート溶液に対して１〜８０質量％が好ましい。１質量％
未満では、反応中に系外に揮発してしまい添加効果が現
れず、一方、８０質量％を超えると、未反応量が多くな
りすぎて経済的ではない。また、前記シリケート水溶液
にアルコール等の有機溶媒を加えることにより、オルガ
ノアルコキシシランＳｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)4-mおよび／また
はポリオルガノシロキサンＨＯ−[Ｓｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈ
の相溶性を高めることができる。使用する有機溶媒の量
は、相溶化に必要な量であり、例えば、シリケート水溶
液の水の量に対して０．１〜５０モル倍が一般的であ
る。
【００３０】次に、前記シリケート水溶液から多孔体を
製造する方法を以下に述べる。まず、シリケート水溶液
に−５０〜５０℃で、ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-yを添
加して撹拌する。Ｓｉ−Ｈの分解による水素ガスの発生
とゲル化を同時に起こし、発泡体化したゲル体を得る。
製造する方法を以下に述べる。まず、シリケート水溶液
に−５０〜５０℃で、ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-yを添
加して撹拌する。Ｓｉ−Ｈの分解による水素ガスの発生
とゲル化を同時に起こし、発泡体化したゲル体を得る。
【００３１】該発泡ゲル体は、室温〜１５０℃で乾燥し
て多孔体とする。得られた多孔体をさらに高温で熱処理
して使用してもよい。前記熱処理温度は、２００℃〜１
０００℃が好ましい。２００℃未満では乾燥状態と同じ
であり、熱処理の効果が見られず、一方、１０００℃を
超えると、焼結等により細孔がつぶれてしまい多孔体と
ならない。
て多孔体とする。得られた多孔体をさらに高温で熱処理
して使用してもよい。前記熱処理温度は、２００℃〜１
０００℃が好ましい。２００℃未満では乾燥状態と同じ
であり、熱処理の効果が見られず、一方、１０００℃を
超えると、焼結等により細孔がつぶれてしまい多孔体と
ならない。
【００３２】また、前記原料を混合、加水分解または部
分加水分解した溶液を基体に塗布した後、前記条件で乾
燥することによって、多孔体膜を有する基体を得ること
も可能であり、該基体は、プラスチック、セラミック
ス、ガラス、金属などで乾燥、熱処理に耐えられるもの
であればよい。
分加水分解した溶液を基体に塗布した後、前記条件で乾
燥することによって、多孔体膜を有する基体を得ること
も可能であり、該基体は、プラスチック、セラミック
ス、ガラス、金属などで乾燥、熱処理に耐えられるもの
であればよい。
【００３３】本発明の多孔体および多孔体膜は、乾燥時
にクラックが発生し難いため、自立した大型のものが得
られる。前記多孔体および多孔体膜は、気孔率が４０％
〜９９．９％の範囲で、かつ比表面積が５０ｍ2／ｇ以
上である。さらに、５ｎｍ〜１００ｎｍ径の範囲にある
細孔および１００μｍ〜５ｍｍ径の範囲にあるマクロ孔
を含む高次多孔構造である。
にクラックが発生し難いため、自立した大型のものが得
られる。前記多孔体および多孔体膜は、気孔率が４０％
〜９９．９％の範囲で、かつ比表面積が５０ｍ2／ｇ以
上である。さらに、５ｎｍ〜１００ｎｍ径の範囲にある
細孔および１００μｍ〜５ｍｍ径の範囲にあるマクロ孔
を含む高次多孔構造である。
【００３４】本発明に用いられる酸化物微粒子のコロイ
ド溶液とは、コロイダルシリカ、ベーマイト等のアルミ
ナ系ゾル、チタニアゾル、セリアゾル等のコロイド溶
液、アルコキシドを加水分解して得られる粒子分散型ゾ
ルである。前記コロイド濃度は、特に限定しないが、５
〜７５質量％の範囲が好ましい。５質量％未満では、強
度の強いゲルが得られ難く、一方、７５質量％を超える
と、コロイド溶液の安定性が悪くなったり、粘度が高す
ぎたりしてゲルが作製し難くなる。
ド溶液とは、コロイダルシリカ、ベーマイト等のアルミ
ナ系ゾル、チタニアゾル、セリアゾル等のコロイド溶
液、アルコキシドを加水分解して得られる粒子分散型ゾ
ルである。前記コロイド濃度は、特に限定しないが、５
〜７５質量％の範囲が好ましい。５質量％未満では、強
度の強いゲルが得られ難く、一方、７５質量％を超える
と、コロイド溶液の安定性が悪くなったり、粘度が高す
ぎたりしてゲルが作製し難くなる。
【００３５】前記コロイド溶液に、ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ
6)4-x-yを添加する。その添加量は、５質量％以上８０
質量％以下が好ましく、５質量％未満では多孔体が得ら
れず、一方、８０質量％を超えると多孔体の強度が弱す
ぎて、クラックの無い自立した多孔体が得られない。
6)4-x-yを添加する。その添加量は、５質量％以上８０
質量％以下が好ましく、５質量％未満では多孔体が得ら
れず、一方、８０質量％を超えると多孔体の強度が弱す
ぎて、クラックの無い自立した多孔体が得られない。
【００３６】次に、前記コロイド溶液から多孔体を製造
する方法を以下に述べる。まず、コロイド溶液に−５０
〜５０℃でＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-yを添加して撹拌
する。Ｓｉ−Ｈの分解による水素ガスの発生とゲル化を
同時に起こし、発泡体化したゲル体を得る。該発泡ゲル
体は室温〜１５０℃で乾燥して多孔体とする。得られた
多孔体をさらに高温で熱処理して使用してもよい。前記
熱処理温度は、２００℃〜１０００℃が好ましい。２０
０℃未満では、乾燥状態と同じであり熱処理の効果が見
られず、一方、１０００℃を超えると、焼結等により細
孔がつぶれてしまい多孔体とならない。
する方法を以下に述べる。まず、コロイド溶液に−５０
〜５０℃でＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-yを添加して撹拌
する。Ｓｉ−Ｈの分解による水素ガスの発生とゲル化を
同時に起こし、発泡体化したゲル体を得る。該発泡ゲル
体は室温〜１５０℃で乾燥して多孔体とする。得られた
多孔体をさらに高温で熱処理して使用してもよい。前記
熱処理温度は、２００℃〜１０００℃が好ましい。２０
０℃未満では、乾燥状態と同じであり熱処理の効果が見
られず、一方、１０００℃を超えると、焼結等により細
孔がつぶれてしまい多孔体とならない。
【００３７】本発明の多孔体および多孔体膜は、乾燥時
にクラックが発生し難いため、大型のものが得られる。
前記多孔体は、気孔率が４０％〜９９．９％の範囲で、
かつ比表面積が５０ｍ2／ｇ以上である。さらに、５ｎ
ｍ〜１００ｎｍ径の範囲にある細孔および１００μｍ〜
５ｍｍ径の範囲にあるマクロ孔を含む高次多孔構造であ
る。
にクラックが発生し難いため、大型のものが得られる。
前記多孔体は、気孔率が４０％〜９９．９％の範囲で、
かつ比表面積が５０ｍ2／ｇ以上である。さらに、５ｎ
ｍ〜１００ｎｍ径の範囲にある細孔および１００μｍ〜
５ｍｍ径の範囲にあるマクロ孔を含む高次多孔構造であ
る。
【００３８】本発明の多孔体および多孔体膜の気孔率の
測定は、例えば、多孔体のサイズおよび質量から嵩密度
ρaを求め、ヘリウムガスを用いたピクノメーターから
得られる真密度ρから、気孔率＝１００×（１−ρa／
ρ）で計算できる。比表面積は、例えば、窒素ガス吸着
法によって測定できる。孔サイズは、窒素ガス吸着法、
水銀圧入法等で測定できる。
測定は、例えば、多孔体のサイズおよび質量から嵩密度
ρaを求め、ヘリウムガスを用いたピクノメーターから
得られる真密度ρから、気孔率＝１００×（１−ρa／
ρ）で計算できる。比表面積は、例えば、窒素ガス吸着
法によって測定できる。孔サイズは、窒素ガス吸着法、
水銀圧入法等で測定できる。
【００３９】本発明の多孔体および多孔体膜は、乾燥時
にクラックが発生し難いため、大型のものが得られる。
有機基を含む多孔体は、耐水性の高い吸着材料やフィル
ター材料として使用できる。また、気体やイオンの吸着
材料あるいはセンサー材料として使用できる。特に、１
００ｎｍ以下の細孔を有する透光性の多孔体あるいは多
孔体膜は、透明断熱窓材として利用できる。
にクラックが発生し難いため、大型のものが得られる。
有機基を含む多孔体は、耐水性の高い吸着材料やフィル
ター材料として使用できる。また、気体やイオンの吸着
材料あるいはセンサー材料として使用できる。特に、１
００ｎｍ以下の細孔を有する透光性の多孔体あるいは多
孔体膜は、透明断熱窓材として利用できる。
【００４０】
【実施例】以下、本発明の具体的実施例を説明するが、
本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではな
い。 （実施例１）全アルコキシドに対して１０モル倍のエタ
ノール中に、表１に示す組成（モル比）の各種アルコキ
シドを溶解させたのち、塩酸触媒下で加水分解してゾル
を調製した。加水分解は、塩酸酸性水溶液を全アルコキ
シドに対して１０モル倍添加して行った。ふた付きのポ
リ容器にゾルを入れ、室温で静置した。ゲル化した後、
ポリ容器ごと５０℃のオーブンに入れて５日間乾燥させ
た。
本発明は、これらの実施例のみに限定されるものではな
い。 （実施例１）全アルコキシドに対して１０モル倍のエタ
ノール中に、表１に示す組成（モル比）の各種アルコキ
シドを溶解させたのち、塩酸触媒下で加水分解してゾル
を調製した。加水分解は、塩酸酸性水溶液を全アルコキ
シドに対して１０モル倍添加して行った。ふた付きのポ
リ容器にゾルを入れ、室温で静置した。ゲル化した後、
ポリ容器ごと５０℃のオーブンに入れて５日間乾燥させ
た。
【００４１】得られたサンプルは、Ｂｅｌｓｏｒｐ ３
６を用いて窒素吸着によりＢＥＴ法で比表面積および平
均細孔径を測定した。多孔体のサイズおよび重量を測定
して嵩密度ρaを算出し、ヘリウムガスを用いたピクノ
メーターから得られる真密度ρから、気孔率＝１００×
（１−ρa／ρ）を計算した。クラックの無いキセロゲ
ルが形成されているか否かの確認は目視にて行った。
６を用いて窒素吸着によりＢＥＴ法で比表面積および平
均細孔径を測定した。多孔体のサイズおよび重量を測定
して嵩密度ρaを算出し、ヘリウムガスを用いたピクノ
メーターから得られる真密度ρから、気孔率＝１００×
（１−ρa／ρ）を計算した。クラックの無いキセロゲ
ルが形成されているか否かの確認は目視にて行った。
【００４２】実施例のＮｏ．１〜１１は、乾燥時のゲル
の収縮も少なく、クラックが無くキセロゲル化して多孔
体が得られた。また、気孔率および比表面積も高いもの
が得られた。
の収縮も少なく、クラックが無くキセロゲル化して多孔
体が得られた。また、気孔率および比表面積も高いもの
が得られた。
【００４３】一方、比較例のＮｏ．１２〜１４は、乾燥
時にゲルが大きく収縮し、多数のクラックが発生して、
クラックの無い自立した多孔体が得られなかった。Ｎ
ｏ．９は比較的比表面積が高かったが、ＨＳｉ(ＯＣ2Ｈ
5)3のみではクラックが発生しやすかった。Ｎｏ．１
０、１１は、ＨＳｉ(ＯＣ2Ｈ5)3の割合が少なすぎるた
めに比表面積が低く、ほとんど細孔が形成されないため
平均細孔径は測定できなかった。
時にゲルが大きく収縮し、多数のクラックが発生して、
クラックの無い自立した多孔体が得られなかった。Ｎ
ｏ．９は比較的比表面積が高かったが、ＨＳｉ(ＯＣ2Ｈ
5)3のみではクラックが発生しやすかった。Ｎｏ．１
０、１１は、ＨＳｉ(ＯＣ2Ｈ5)3の割合が少なすぎるた
めに比表面積が低く、ほとんど細孔が形成されないため
平均細孔径は測定できなかった。
【００４４】さらに、表１の組成の同ゾルをプラスチッ
ク、セラミックス、ガラス、金属の基体にコーティング
して成膜しても、前記と同様の結果が得られ、多孔体膜
を有する基体が作製できた。
ク、セラミックス、ガラス、金属の基体にコーティング
して成膜しても、前記と同様の結果が得られ、多孔体膜
を有する基体が作製できた。
【００４５】
【表１】
【００４６】（実施例２）表２に示す質量％の組成で、
シリケート水溶液にＨＳｉ(ＯＣ2Ｈ5)3を添加して、室
温で発泡させながらゲル化した。
シリケート水溶液にＨＳｉ(ＯＣ2Ｈ5)3を添加して、室
温で発泡させながらゲル化した。
【００４７】該ゲル体を１００℃のオーブンに入れて４
８時間乾燥させた。
８時間乾燥させた。
【００４８】得られたサンプルのキセロゲル形成の確
認、比表面積、平均細孔径、および気孔率の測定は、実
施例１と同様の方法により行った。
認、比表面積、平均細孔径、および気孔率の測定は、実
施例１と同様の方法により行った。
【００４９】実施例のＮｏ．１５〜２２は、クラックの
無い自立した発泡体ゲルが得られた。発泡によるマクロ
孔が形成され、光学顕微鏡で観測すると孔径が１００μ
ｍ〜５ｍｍのマクロ孔であった。また、気孔率および比
表面積も高いものが得られた。
無い自立した発泡体ゲルが得られた。発泡によるマクロ
孔が形成され、光学顕微鏡で観測すると孔径が１００μ
ｍ〜５ｍｍのマクロ孔であった。また、気孔率および比
表面積も高いものが得られた。
【００５０】比較例のＮｏ．２３は、ゲル化せず、多孔
体は得られなかった。比較例のＮｏ．２４は、ゲル体の
強度が弱くて、クラックの無い自立した多孔体が得られ
なかった。また、比表面積は高いが、気孔率が低く、細
孔も大きくなった。比較例のＮｏ．２５は、多孔化せ
ず、そのため比表面積および気孔率も小さくなった。
体は得られなかった。比較例のＮｏ．２４は、ゲル体の
強度が弱くて、クラックの無い自立した多孔体が得られ
なかった。また、比表面積は高いが、気孔率が低く、細
孔も大きくなった。比較例のＮｏ．２５は、多孔化せ
ず、そのため比表面積および気孔率も小さくなった。
【００５１】
【表２】
【００５２】（実施例３）表３に示す組成（質量％）
で、酸化物微粒子のコロイド溶液にＨＳｉ(ＯＣ2Ｈ 5)3
を添加して、室温で発泡させながらゲル化した。該ゲル
体を１５０℃のオーブンに入れて４８時間乾燥させた。
で、酸化物微粒子のコロイド溶液にＨＳｉ(ＯＣ2Ｈ 5)3
を添加して、室温で発泡させながらゲル化した。該ゲル
体を１５０℃のオーブンに入れて４８時間乾燥させた。
【００５３】得られたサンプルのキセロゲル形成の確
認、比表面積、平均細孔径、および気孔率の測定は、実
施例１と同様の方法により行った。
認、比表面積、平均細孔径、および気孔率の測定は、実
施例１と同様の方法により行った。
【００５４】実施例のＮｏ．２６〜３０は、クラックの
無い自立した発泡体ゲルが得られた。発泡によるマクロ
孔が形成され、光学顕微鏡で観測すると孔径が１００μ
ｍ〜５ｍｍのマクロ孔であった。また、気孔率および比
表面積も高いものが得られた。
無い自立した発泡体ゲルが得られた。発泡によるマクロ
孔が形成され、光学顕微鏡で観測すると孔径が１００μ
ｍ〜５ｍｍのマクロ孔であった。また、気孔率および比
表面積も高いものが得られた。
【００５５】比較例のＮｏ．３１は、多孔化せず、その
ため比表面積も小さくなった。比較例のＮｏ．３２は、
ゲル体の強度が弱くて、クラックの無い自立した多孔体
が得られなかった。また、比表面積は高いが、気孔率が
低くなった。比較例のＮｏ．３３は、多孔化せず、その
ため比表面積も小さくなった。
ため比表面積も小さくなった。比較例のＮｏ．３２は、
ゲル体の強度が弱くて、クラックの無い自立した多孔体
が得られなかった。また、比表面積は高いが、気孔率が
低くなった。比較例のＮｏ．３３は、多孔化せず、その
ため比表面積も小さくなった。
【００５６】
【表３】
【００５７】
【発明の効果】本発明の多孔体は、超臨界乾燥を必要と
せず、常圧で簡便に乾燥でき、低温で多孔化できて活性
な表面が得られるために、種々の表面修飾し易い。した
がって、フィルター、分離膜、センサー、吸着剤、触媒
・触媒担体、固定化酵素担体、イオン交換体、断熱材、
遮音材、分離カラム等に幅広く使用できる。
せず、常圧で簡便に乾燥でき、低温で多孔化できて活性
な表面が得られるために、種々の表面修飾し易い。した
がって、フィルター、分離膜、センサー、吸着剤、触媒
・触媒担体、固定化酵素担体、イオン交換体、断熱材、
遮音材、分離カラム等に幅広く使用できる。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｂ０１Ｄ 71/70 Ｂ０１Ｄ 71/70
Ｂ０１Ｊ 20/10 Ｂ０１Ｊ 20/10 Ｄ
20/28 20/28 Ｚ
39/08 39/08
47/12 47/12 Ａ
Ｃ０１Ｂ 33/16 Ｃ０１Ｂ 33/16
Ｆターム(参考） 4D006 MA10 MA22 MA24 MC03X
MC65X NA25 NA46
4D019 BA06 BA18 BB08 BD01
4G066 AA16B AA17B AA22B AA23B
AA24B AA25B AA26B AA27B
AA30B AB18A AB23A AC28A
AC28B BA03 BA23 BA25
BA28 FA03 FA14 FA22 FA34
4G072 AA38 BB15 CC07 HH28 HH30
JJ45 MM31 PP05 PP06 PP17
RR05 SS01
Claims (11)
- 【請求項１】 一般式Ｍ(ＯＲ1)n（Ｍは金属または半金
属の元素、Ｒ1は炭素数１以上の有機基であり、ｎは金
属または半金属の価数）で表わされる金属または半金属
のアルコキシド、一般式Ｓｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)4-m（Ｒ2、
Ｒ3は炭素数１以上の有機基であり、ｍは１〜３の整
数）で表わされるオルガノアルコキシシラン及び一般式
ＨＯ−[Ｓｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈ（Ｒ4は炭素数１以上の有機
基であり、ｌは２〜５００の整数）で表わされるポリオ
ルガノシロキサンから選ばれる１種または２種以上と、
ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-y（Ｒ5、Ｒ6は炭素数１以上
の有機基であり、ｘは１〜３の整数、ｙは０〜３の整数
で、ｘ＋ｙ≦４）とを有機溶媒に溶解した溶液を加水分
解または部分加水分解し、ゲル化、乾燥して多孔体を製
造する方法であって、前記ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-y
の含有量がＳｉ換算で、前記溶液中の金属または半金属
の全モル数に対して、１０モル％以上９０モル％以下で
あることを特徴とする多孔体の製造方法。 - 【請求項２】 前記ゲル化、乾燥をそれぞれ−５０℃〜
１５０℃の温度範囲で行う請求項１記載の多孔体の製造
方法。 - 【請求項３】 シリケート水溶液にＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ
6)4-x-y（Ｒ5、Ｒ6は炭素数１以上の有機基であり、ｘ
は１〜３の整数、ｙは０〜３の整数で、ｘ＋ｙ≦４）を
添加した溶液をゲル化、乾燥して多孔体を製造する方法
であって、前記ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-yの含有量が
Ｓｉ換算で、前記溶液の全質量に対して、５質量％以上
８０質量％以下であることを特徴とする多孔体の製造方
法。 - 【請求項４】 酸化物微粒子のコロイド水溶液にＨxＳ
ｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x- y（Ｒ5、Ｒ6は炭素数１以上の有機
基であり、ｘは１〜３の整数、ｙは０〜３の整数で、ｘ
＋ｙ≦４）を添加した溶液をゲル化、乾燥して多孔体を
製造する方法であって、前記ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)
4-x-yの含有量が、前記溶液の全質量に対して、Ｓｉ換
算で５質量％以上８０質量％以下であることを特徴とす
る多孔体の製造方法。 - 【請求項５】 前記ゲル化を−５０℃〜５０℃の温度範
囲で、乾燥を室温〜１５０℃の温度範囲で行う請求項３
または４に記載の多孔体の製造方法。 - 【請求項６】 請求項１〜５のいずれかに記載の方法に
より得られる多孔体であって、該多孔体の気孔率が４０
〜９９．９％、かつ、比表面積が５０ｍ2／ｇ以上であ
ることを特徴とする多孔体。 - 【請求項７】 前記多孔体の気孔が、孔径５〜１００ｎ
ｍの微細孔および孔径１００μｍ〜５ｍｍの細孔を含
み、平均気孔径が５ｎｍ〜５ｍｍである請求項６記載の
多孔体。 - 【請求項８】 一般式Ｍ(ＯＲ1)n（Ｍは金属または半金
属の元素、Ｒ1は炭素数１以上の有機基であり、ｎは金
属または半金属の価数）で表わされる金属または半金属
のアルコキシド、一般式Ｓｉ(Ｒ2)m(ＯＲ3)4-m（Ｒ2、
Ｒ3は炭素数１以上の有機基であり、ｍは１〜３の整
数）で表わされるオルガノアルコキシシラン及び一般式
ＨＯ−[Ｓｉ(Ｒ4)2Ｏ]l−Ｈ（Ｒ4は炭素数１以上の有機
基であり、ｌは２〜５００の整数）で表わされるポリオ
ルガノシロキサンから選ばれる１種または２種以上と、
ＨxＳｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x-y（Ｒ5、Ｒ6は炭素数１以上
の有機基であり、ｘは１〜３の整数、ｙは０〜３の整数
で、ｘ＋ｙ≦４）とを有機溶媒に溶解した溶液を加水分
解した後、該溶液を基体に塗布し、ゲル化、乾燥して多
孔体膜を有する基体を製造する方法であって、前記Ｈx
Ｓｉ(Ｒ5)y(ＯＲ6)4-x- yの含有量が、前記溶液中の金属
または半金属の全モル数に対して、Ｓｉ換算で１０モル
％以上９０モル％以下であることを特徴とする多孔体膜
を有する基体の製造方法。 - 【請求項９】 前記ゲル化、乾燥をそれぞれ−５０℃〜
１５０℃の温度範囲で行う請求項８記載の多孔体膜を有
する基体の製造方法。 - 【請求項１０】 請求項８または９に記載の方法により
得られる多孔体膜を有する基体であって、前記多孔体膜
の気孔率が４０〜９９．９％、かつ、比表面積が５０ｍ
2／ｇ以上であることを特徴とする多孔体膜を有する基
体。 - 【請求項１１】 前記多孔体膜の気孔が、孔径５〜１０
０ｎｍの微細孔および孔径１００μｍ〜５ｍｍの細孔を
含み、平均気孔径が５ｎｍ〜５ｍｍである請求項１０記
載の多孔体膜を有する基体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002072355A JP2003267719A (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 多孔体、多孔体膜を有する基体およびこれらの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002072355A JP2003267719A (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 多孔体、多孔体膜を有する基体およびこれらの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003267719A true JP2003267719A (ja) | 2003-09-25 |
Family
ID=29202375
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002072355A Withdrawn JP2003267719A (ja) | 2002-03-15 | 2002-03-15 | 多孔体、多孔体膜を有する基体およびこれらの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003267719A (ja) |
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-
2002
- 2002-03-15 JP JP2002072355A patent/JP2003267719A/ja not_active Withdrawn
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