JP2012116743A - Method for manufacturing inorganic material using alkali-free glass as raw material - Google Patents

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雅人 辻口
Tamotsu Aisaka
保 逢坂
Yasuhiko Uchiumi
康彦 内海
Noritake Sumida
憲武 隅田
Atsushi Nakahira
敦 中平
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for effectively using alkali-free glass which has been unnecessary and recovered as resources without consuming a large amount of energy and to provide a reaction controllable method for effectively and easily manufacturing an inorganic material having a zeolite structure which can be used for a water purification material and a catalytic material, etc.SOLUTION: The method for manufacturing the inorganic material using alkali-free glass as a raw material includes: an alkali treatment step of bringing the alkali-free glass into contact with an alkaline solution; and a hydrothermal synthesis step of hydrothermally synthesizing a hydrogel obtained by the alkali treatment step.

Description

本発明は、無アルカリガラスを原料とした無機材料を製造する方法に関する。   The present invention relates to a method for producing an inorganic material using alkali-free glass as a raw material.

近年、液晶パネルを用いた液晶テレビなどの家電製品、パソコン、携帯端末などの製品が急速に普及している。ここで、上述した「液晶パネル」とは、貼り合せた2枚のガラス基板の内側に液晶材料を注入、封入し、各ガラス基板の外側に偏光板(樹脂)を貼り付けたものを指す。液晶パネルを用いた製品の普及に伴い、液晶パネルの廃棄物(廃液晶パネル)の数量も急激に増加しているが、環境との共存が期待される循環型社会の形成の中、廃液晶パネルについてもリサイクルし資源を有効に利用することが要望されている。   In recent years, home appliances such as a liquid crystal television using a liquid crystal panel, personal computers, portable terminals, and other products are rapidly spreading. Here, the above-mentioned “liquid crystal panel” refers to one in which a liquid crystal material is injected and sealed inside two bonded glass substrates, and a polarizing plate (resin) is bonded to the outside of each glass substrate. With the spread of products that use liquid crystal panels, the number of liquid crystal panel waste (waste liquid crystal panels) has also increased rapidly, but in the formation of a recycling society where coexistence with the environment is expected, waste liquid crystals Panels are also required to be recycled and effectively use resources.

現在、家電製品や情報機器などの廃棄物に含まれる液晶表示装置や液晶パネルは、廃棄物の量としては少ないこともあって、廃棄物の処理施設にて製品ごとに破砕された後、プラスチックを多量に含むシュレッダーダストと共に、埋め立て処理あるいは焼却処理されている。   Currently, liquid crystal display devices and liquid crystal panels contained in waste such as home appliances and information equipment are small in amount of waste, and after being crushed for each product in a waste treatment facility, plastic Along with shredder dust containing a large amount of waste, it is landfilled or incinerated.

液晶パネルの製造工場から排出される不良の廃液晶パネル、ならびに、家電製品、情報機器などの廃棄物に含まれる液晶表示装置、液晶パネルの処理方法として、特開2000−84531号公報(特許文献1)には、液晶パネルの製造工場や廃棄物の処理施設にて製品ごと破砕後、非鉄精錬炉に投入し珪石の代替材料として処理する方法が開示されており、一部で実施されている。この方法では、液晶パネル中のガラス成分は、スラグ中へ入り込む。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-84531 (Patent Document) discloses a waste liquid crystal panel discharged from a liquid crystal panel manufacturing factory, a liquid crystal display device included in wastes such as home appliances and information equipment, and a method for treating the liquid crystal panel. 1) discloses a method in which products are crushed at a liquid crystal panel manufacturing plant or waste disposal facility, and then put into a non-ferrous smelting furnace and treated as an alternative material for silica. . In this method, the glass component in the liquid crystal panel enters the slag.

また、特開2000−351664号公報(特許文献2)には、ガラス廃棄物と、粘土と、セラミックス廃棄物を原料として、タイル、レンガや各種ブロックなどのセラミックス製品を製造する方法が開示されている。この特許文献2に記載された方法は、粉砕したガラス廃棄物50〜80重量%と、粘土10〜45重量%と、粉砕したセラミックス廃棄物5〜40重量%より合計100重量%の組成物を調整し、成形、乾燥後1000〜1200℃で焼成する方法である。   JP 2000-351664 (Patent Document 2) discloses a method for producing ceramic products such as tiles, bricks and various blocks using glass waste, clay, and ceramic waste as raw materials. Yes. The method described in Patent Document 2 is a composition comprising a total of 100% by weight of 50 to 80% by weight of ground glass waste, 10 to 45% by weight of clay, and 5 to 40% by weight of ground ceramic waste. It is a method of adjusting, shaping and drying, followed by firing at 1000 to 1200 ° C.

また、特開2002−308646号公報(特許文献3)には、ソーダ石灰ガラス微粉末とCaOを含む化合物の微粉末とBを含む化合物の微粉末とを原料とする低温焼成ガラスセラミックスの製造方法が記載されている。この特許文献3に記載された方法は、上記化合物を混合し、該混合物を所要形状にプレス成形し、該成形物を825〜900℃の温度範囲にて焼成することを特徴とするガラスセラミックスの製造方法である。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-308646 (Patent Document 3) discloses low-temperature fired glass ceramics using soda-lime glass fine powder, fine powder of a compound containing CaO, and fine powder of a compound containing B 2 O 3 as raw materials. The manufacturing method is described. In the method described in Patent Document 3, the above compound is mixed, the mixture is press-molded into a required shape, and the molded product is fired at a temperature range of 825 to 900 ° C. It is a manufacturing method.

また、特開昭59−35019号公報(特許文献4)には、石炭の流動床式燃焼炉から生成される石炭灰を原料としてゼオライトを製造する方法が開示されている。この特許文献4に記載された方法は、原料にアルミナ源、アルカリ源、水を、シリカ/アルミナ、水/アルカリ、アルカリ/アルミナ比が所定のモル比になるように添加、配合して得た原料成分混合物を用いて水熱条件下で合成するゼオライトの合成方法である。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 59-35019 (Patent Document 4) discloses a method for producing zeolite using coal ash generated from a fluidized bed combustion furnace for coal as a raw material. The method described in Patent Document 4 was obtained by adding and blending an alumina source, an alkali source, and water as raw materials so that the silica / alumina, water / alkali, and alkali / alumina ratio was a predetermined molar ratio. This is a method for synthesizing zeolite synthesized using a raw material component mixture under hydrothermal conditions.

また、特開昭64−24014号公報(特許文献5)には、石炭炊きボイラーの燃料残渣であるフライアッシュを原料としてゼオライト組成物を製造する方法が開示されている。この特許文献5に記載された方法は、原料に0.5N乃至3NのNaOH溶液に配合混練し、3.0kg/cm以上の圧力でオートクレーブ処理してゼオライト組成物を製造する方法である。 Japanese Patent Application Laid-Open No. 64-24014 (Patent Document 5) discloses a method for producing a zeolite composition using fly ash, which is a fuel residue of a coal-fired boiler, as a raw material. The method described in Patent Document 5 is a method for producing a zeolite composition by blending and kneading a raw material with a 0.5N to 3N NaOH solution and performing autoclave treatment at a pressure of 3.0 kg / cm 2 or more.

また、特開昭58−120512号公報(特許文献6)には、水砕スラグ粉末を原料としてゼオライト組成物を製造する方法が開示されている。この特許文献6に記載された方法は、水砕スラグ粉末を無機酸水溶液に溶解した後、アンモニアガスを吹き込んでpHを4〜9に調整して得た沈殿物(シリカ、アルミナが主成分、カルシウム分は濾液側)をろ別し、沈殿物にアルカリ金属水酸化物を添加して水熱合成しゼオライトを合成する方法である。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-120512 (Patent Document 6) discloses a method for producing a zeolite composition using a granulated slag powder as a raw material. The method described in Patent Document 6 is a precipitate obtained by dissolving granulated slag powder in an inorganic acid aqueous solution and then blowing ammonia gas to adjust the pH to 4 to 9 (silica and alumina as main components, This is a method in which the calcium content is filtered off and the zeolite is synthesized by hydrothermal synthesis by adding an alkali metal hydroxide to the precipitate.

また、特開2007−131502号公報(特許文献7)には、陶器、コンクリート、がれき屑、ガラスおよびこれらの混合物を原料としてゼオライトを製造する方法が開示されている。この特許文献7に記載された方法は、原料に固体状塩基を添加・混合して得られた混合物を加熱溶融してSi、Alが水に対して易溶化した粉末を生成させ、ここで得られた粉末を水に添加し、20〜200℃の反応温度で反応させるゼオライトの製造方法である。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2007-131502 (Patent Document 7) discloses a method for producing zeolite using ceramics, concrete, debris, glass and a mixture thereof as raw materials. In the method described in Patent Document 7, a mixture obtained by adding and mixing a solid base to a raw material is heated and melted to produce a powder in which Si and Al are readily soluble in water. This is a method for producing zeolite in which the obtained powder is added to water and reacted at a reaction temperature of 20 to 200 ° C.

特開2000−84531号公報JP 2000-84531 A 特開2000−351664号公報JP 2000-351664 A 特開2002−308646号公報JP 2002-308646 A 特開昭59−35019号公報JP 59-35019 A 特開昭64−24014号公報JP-A 64-24014 特開昭58−120512号公報JP 58-120512 A 特開2007−131502号公報JP 2007-131502 A

液晶パネルは、省電力・省資源に貢献できる表示装置であるので、今後、高度情報化社会の進展に伴って、急激に生産量が増大するとともに、その表示面積も大型化することが予測され、これに伴って、今後、廃液晶パネルも、数・量ともに急激に増大すると予想される。したがって、液晶パネルの重量の大半を占めるガラス(液晶パネルガラス)についても、廃棄物の低減と資源を大切にする観点から、再生利用することが好ましい。しかしながら特許文献1に開示された方法では、セメント材料として再利用することを意図しているため、液晶パネルガラスはスラグとなり、ガラス自体として再生利用することはできない。   Since the LCD panel is a display device that can contribute to power and resource savings, it is predicted that the production volume will increase rapidly and the display area will increase with the progress of the advanced information society. Along with this, the number and amount of waste liquid crystal panels are expected to increase rapidly in the future. Therefore, glass (liquid crystal panel glass) occupying most of the weight of the liquid crystal panel is preferably recycled from the viewpoint of reducing waste and valuing resources. However, since the method disclosed in Patent Document 1 is intended to be reused as a cement material, the liquid crystal panel glass becomes slag and cannot be recycled as the glass itself.

資源有効利用の観点からは、回収された液晶パネルガラスを液晶パネルガラス自体として再びマテリアルリサイクルすることが望ましい。しかしながら、液晶パネルガラス表面に付着している不純物、ガラス組成の異なる数多くの品種が存在することなどの理由で、光学的特性、熱特性の厳しい仕様が求められる液晶パネルガラスにリサイクルすることは、技術的に確立されていない。そのため、回収した液晶パネルガラスの、液晶パネルガラス以外の高付加価値製品としての用途開発が課題となっている。   From the viewpoint of effective use of resources, it is desirable to recycle the recovered liquid crystal panel glass as the liquid crystal panel glass itself. However, recycling to liquid crystal panel glass that requires strict specifications for optical and thermal characteristics due to the presence of impurities on the surface of the liquid crystal panel glass and the presence of many varieties with different glass compositions. Not technically established. Therefore, application development of the collected liquid crystal panel glass as a high value-added product other than the liquid crystal panel glass has been an issue.

なお、液晶パネルガラスには無アルカリガラスと呼ばれるガラスが通常用いられている。無アルカリガラスは、液晶パネルの製造工程に適合するようにつくられた特殊なガラスであり、その歪点は650℃以上である。これに対し、びんガラス、建築用窓ガラス、ガラス繊維、食器ガラスなど幅広くガラス製品に用いられているソーダライムガラスの歪点は、550℃以下である。このように、100℃以上歪点が異なるため、一般的にガラス製品に使用されるソーダライムガラスの溶融加工設備で、再生利用のための無アルカリガラスの溶融加工を行うことは、加熱設備の性能、設備全般の耐熱性などの点で非常に困難である。また溶融温度の高い無アルカリガラスを、通常はソーダライムガラスを原料として使用する建築用窓ガラス、ガラス繊維、食器ガラスなどの汎用的な製品へ使用することは、エネルギー消費の観点からも不利となる。このように、通常のソーダライムガラス製品の原料としての用途に用いる方法は技術的に確立されていないのが現状である。このため、不要となった液晶パネルガラスの用途として、現状の製造工程の温度と比較し加工温度が上昇しない用途に用いる再資源化方法が望まれている。   Note that glass called non-alkali glass is usually used for the liquid crystal panel glass. The alkali-free glass is a special glass made so as to be compatible with the manufacturing process of the liquid crystal panel, and has a strain point of 650 ° C. or higher. On the other hand, the strain point of soda lime glass widely used for glass products such as bottle glass, architectural window glass, glass fiber, and tableware glass is 550 ° C. or lower. As described above, since the strain points are different by 100 ° C. or more, it is possible to perform melting processing of alkali-free glass for recycling in a soda lime glass melting processing facility generally used for glass products. It is very difficult in terms of performance and heat resistance of the entire equipment. In addition, it is disadvantageous from the viewpoint of energy consumption to use alkali-free glass with a high melting temperature for general-purpose products such as architectural window glass, glass fiber, and tableware glass that usually uses soda-lime glass as a raw material. Become. Thus, the present condition is that the method used for the use as a raw material of a normal soda-lime glass product is not technically established. For this reason, as a use of liquid crystal panel glass that has become unnecessary, there is a demand for a recycling method that is used for applications in which the processing temperature does not increase compared to the temperature of the current manufacturing process.

上述した特許文献2に記載された方法は、粉砕したガラス廃棄物を主原料とし、これに粉砕したセラミックス廃棄物を原料として使用し、1000〜1200℃の高温で加熱焼成する方法である。しかしながら、この特許文献2に開示された方法は、高温焼成の工程を経るため、再資源化方法としては、多大なエネルギーを消費するといった課題がある。そのため、エネルギーコストおよび設備コストが高くなり、得られたセラミックス製品は高価となる。   The method described in Patent Document 2 described above is a method in which pulverized glass waste is used as a main raw material, and ceramic waste pulverized in this is used as a raw material, followed by heating and baking at a high temperature of 1000 to 1200 ° C. However, since the method disclosed in Patent Document 2 undergoes a high-temperature firing step, there is a problem that a great amount of energy is consumed as a recycling method. Therefore, energy cost and equipment cost increase, and the obtained ceramic product becomes expensive.

上述した特許文献3に記載された方法は、粉砕したソーダ石灰ガラス廃棄物を主原料とした化合物の混合物を825〜900℃で焼成する方法である。しかしながら、この特許文献3に開示された方法は、ソーダ石灰ガラス廃棄物を対象とし、それに応じた組成へ調合し結晶化させセラミックス材料を作成する方法であり、無アルカリガラスへの適用については記載がされていない。   The method described in Patent Document 3 described above is a method of firing a mixture of compounds using pulverized soda-lime glass waste as a main raw material at 825 to 900 ° C. However, the method disclosed in Patent Document 3 is a method of preparing a ceramic material by preparing and crystallizing soda-lime glass waste to a composition corresponding to the soda-lime glass waste. Application to non-alkali glass is described. Has not been.

上述した特許文献4に記載された方法は、石炭の流動床式燃焼炉から出る灰分を原料とするものである。石炭の燃焼により生成した灰分は、石炭中に含まれた無機成分が焼成された状態で残留したもので、AlとSiOを主成分としており、Al/SiO比は、2〜5の範囲となっている。このため、特許文献4に開示された方法では、原料の石炭灰に不純物が多く含まれるためゼオライトの合成率が低く、原料石炭の産地などによって原料組成のばらつきにより合成率にばらつきが生じるため、その都度組成を調合する操作が必要がある。 The method described in Patent Document 4 described above uses ashes raw material from a fluidized bed combustion furnace for coal. The ash produced by the combustion of coal is the one in which the inorganic components contained in the coal remain in a baked state, and are mainly composed of Al 2 O 3 and SiO 2 , and the Al 2 O 3 / SiO 2 ratio is , In the range of 2-5. For this reason, in the method disclosed in Patent Document 4, since the raw material coal ash contains many impurities, the synthesis rate of zeolite is low, and the synthesis rate varies due to variations in the raw material composition depending on the origin of the raw material coal. It is necessary to prepare the composition each time.

上述した特許文献5に記載された方法は、石炭炊きボイラーの燃料残渣であるフライアッシュを原料としてゼオライト組成物を製造する方法である。しかしながら、フライアッシュは、ボイラー内で溶融後に急冷され、ガラス化した石炭灰であり、融点が高く、硬く安定であるため、反応しにくいといった課題があり、反応性を高めるため、アルカリで溶融し高温で溶融するなどの前処理が必要となり、効率が悪くなる。   The method described in Patent Document 5 described above is a method for producing a zeolite composition using fly ash, which is a fuel residue of a coal-fired boiler, as a raw material. However, fly ash is coal ash that has been quenched and vitrified after melting in a boiler, has a high melting point, is hard and stable, and thus has a problem that it is difficult to react. A pretreatment such as melting at a high temperature is required, resulting in poor efficiency.

上述した特許文献6に記載された方法は、水砕スラグを原料としてゼオライトを生成する方法である。しかしながら、特許文献6に開示された方法のようにスラグを原料とする場合、スラグがゼオライト化を阻害するCa分を多く含むため、酸処理などCa分を除去する処理が必要となり、効率が悪くなる。   The method described in Patent Document 6 described above is a method of generating zeolite using granulated slag as a raw material. However, when slag is used as a raw material as in the method disclosed in Patent Document 6, since the slag contains a large amount of Ca that inhibits zeolitization, a treatment for removing Ca, such as acid treatment, is required, resulting in poor efficiency. Become.

上述した特許文献7に記載された方法は、原料を固体状塩基と混合し、200〜1000℃に加熱溶解し、水に対して易溶化した後、20〜200℃で水熱合成を施すゼオライトの製造方法である。しかしながら、この特許文献7に開示された方法は、1000℃付近の高温での加熱が必要であり、多大なエネルギーを消費する。   The method described in Patent Document 7 described above is a zeolite in which a raw material is mixed with a solid base, heated and dissolved at 200 to 1000 ° C., easily dissolved in water, and subjected to hydrothermal synthesis at 20 to 200 ° C. It is a manufacturing method. However, the method disclosed in Patent Document 7 requires heating at a high temperature around 1000 ° C. and consumes a great deal of energy.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、不要となり回収された無アルカリガラスを多大エネルギーを消費せず効率的に資源として有効利用する方法を提供し、さらに、水質浄化材、触媒材料などに利用可能なゼオライト構造を持つ無機材料の、効率的であり、容易に反応制御可能な製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems, and the object of the present invention is to provide a method for efficiently using the recovered alkali-free glass as a resource without consuming a great deal of energy. Furthermore, an object of the present invention is to provide an efficient and easily controllable production method of an inorganic material having a zeolite structure that can be used as a water purification material, a catalyst material or the like.

本発明は、無アルカリガラスを原料とする無機材料の製造方法であって、無アルカリガラスをアルカリ溶液と接触させるアルカリ処理工程と、アルカリ処理工程で得られたヒドロゲルを水熱合成処理する水熱合成工程とを含むことを特徴とする。   The present invention relates to a method for producing an inorganic material using alkali-free glass as a raw material, an alkali treatment step in which the alkali-free glass is brought into contact with an alkali solution, and hydrothermal treatment for hydrothermal synthesis treatment of the hydrogel obtained in the alkali treatment step And a synthesis step.

本発明の無機材料の製造方法は、無アルカリガラスを酸性溶液で処理する酸処理工程と、所定のAl/SiO比となるようにアルミニウム化合物を添加する調合工程とを、前記アルカリ処理工程の前にさらに含むことが好ましい。 The method for producing an inorganic material of the present invention includes an acid treatment step of treating an alkali-free glass with an acidic solution, and a preparation step of adding an aluminum compound so as to have a predetermined Al 2 O 3 / SiO 2 ratio. It is preferable to further include before the treatment step.

本発明において、前記無アルカリガラスが、SiO:50重量%以上、Al:10〜20重量%の組成を有することが好ましい。 In the present invention, the alkali-free glass, SiO 2: 50 wt% or more, Al 2 O 3: It is preferable to have a composition of 10 to 20 wt%.

本発明における前記無アルカリガラスは液晶表示装置から回収した無アルカリガラスであることが好ましい。   The alkali-free glass in the present invention is preferably alkali-free glass recovered from a liquid crystal display device.

本発明の無機材料の製造方法は、無アルカリガラスを0.001〜1mmに粉砕したものを原料とすることが好ましい。   In the method for producing an inorganic material of the present invention, it is preferable to use a material obtained by pulverizing non-alkali glass to 0.001 to 1 mm.

本発明において得られる無機材料はゼオライトであることが好ましく、A型ゼオライトおよび/またはP1型ゼオライトおよび/またはANA型ゼオライトであることがより好ましい。   The inorganic material obtained in the present invention is preferably zeolite, more preferably A-type zeolite and / or P1-type zeolite and / or ANA-type zeolite.

本発明における前記アルカリ溶液は、濃度が0.1〜10Nであることが好ましい。
本発明における前記アルカリ処理工程は、1秒間〜100時間撹拌することが好ましい。
The alkaline solution in the present invention preferably has a concentration of 0.1 to 10N.
The alkali treatment step in the present invention is preferably stirred for 1 second to 100 hours.

本発明における前記水熱合成工程は、70〜250℃で水熱合成処理することが好ましい。   In the hydrothermal synthesis step of the present invention, hydrothermal synthesis treatment is preferably performed at 70 to 250 ° C.

本発明における前記水熱合成工程はまた、1〜10気圧の圧力下で水熱合成処理することが好ましい。   The hydrothermal synthesis step in the present invention is preferably hydrothermal synthesis treatment under a pressure of 1 to 10 atm.

本発明における前記アルカリ溶液は、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウムおよび炭酸水素カリウムから選ばれた少なくとも1種を含む溶液であることが好ましい。   The alkaline solution in the present invention is preferably a solution containing at least one selected from sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydroxide, potassium carbonate and potassium hydrogen carbonate.

本発明によれば、不要となった液晶パネルなどから回収された無アルカリガラスを高付加価値な無機材料へと有効に利用することが可能となる。本発明より、高温溶融などを施すことなく、不要となった無アルカリガラスを用いた無機材料を製造できるため、低環境負荷、かつ、低コストな製造方法が提供される。また、簡単な処理で無機材料を製造することが可能となり、安価なゼオライト材料を得ることができる。さらに、本発明によれば、所定の処理を経ることで反応を制御でき、所望の構造のゼオライト材料を合成することが可能となる無機材料の製造方法を提供する。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it becomes possible to utilize effectively the alkali free glass collect | recovered from the liquid crystal panel etc. which became unnecessary to a high added value inorganic material. According to the present invention, an inorganic material using an alkali-free glass that has become unnecessary can be produced without performing high-temperature melting or the like, and therefore, a low environmental load and low-cost production method is provided. In addition, an inorganic material can be produced by a simple treatment, and an inexpensive zeolite material can be obtained. Furthermore, according to the present invention, there is provided an inorganic material production method capable of controlling the reaction through a predetermined treatment and synthesizing a zeolite material having a desired structure.

本発明の無機材料の製造方法の好ましい一例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows a preferable example of the manufacturing method of the inorganic material of this invention. 本発明の無機材料の製造方法に好適に用いられる無アルカリガラスを備える典型的な一例の液晶パネル1を模式的に示す断面図である。It is sectional drawing which shows typically the liquid crystal panel 1 of a typical example provided with the alkali free glass used suitably for the manufacturing method of the inorganic material of this invention. 実施例2で得られた無機材料のX線回折の一例を示すグラフである。4 is a graph showing an example of X-ray diffraction of an inorganic material obtained in Example 2. 実施例3で得られた無機材料のX線回折の一例を示すグラフである。6 is a graph showing an example of X-ray diffraction of an inorganic material obtained in Example 3. 実施例4で得られた無機材料のX線回折の一例を示すグラフである。6 is a graph showing an example of X-ray diffraction of an inorganic material obtained in Example 4. 実施例5で得られた無機材料のX線回折の一例を示すグラフである。6 is a graph showing an example of X-ray diffraction of an inorganic material obtained in Example 5. 実施例6で得られた無機材料のX線回折の一例を示すグラフである。6 is a graph showing an example of X-ray diffraction of an inorganic material obtained in Example 6. 実施例7で得られた無機材料のX線回折の一例を示すグラフである。6 is a graph showing an example of X-ray diffraction of an inorganic material obtained in Example 7. 実施例8で得られた無機材料のX線回折の一例を示すグラフである。10 is a graph showing an example of X-ray diffraction of an inorganic material obtained in Example 8. 実施例9で得られた無機材料のX線回折の一例を示すグラフである。10 is a graph showing an example of X-ray diffraction of an inorganic material obtained in Example 9. 実施例10で得られた無機材料のX線回折の一例を示すグラフである。10 is a graph showing an example of X-ray diffraction of an inorganic material obtained in Example 10. 実施例11で得られた無機材料のX線回折の一例を示すグラフである。10 is a graph showing an example of X-ray diffraction of the inorganic material obtained in Example 11. 実施例12で得られた無機材料のX線回折の一例を示すグラフである。10 is a graph showing an example of X-ray diffraction of an inorganic material obtained in Example 12. 実施例13で得られた無機材料のX線回折の一例を示すグラフである。10 is a graph showing an example of X-ray diffraction of an inorganic material obtained in Example 13. 実施例14で得られた無機材料のX線回折の一例を示すグラフである。14 is a graph showing an example of X-ray diffraction of the inorganic material obtained in Example 14. 実施例15で得られた無機材料のX線回折の一例を示すグラフである。16 is a graph showing an example of X-ray diffraction of an inorganic material obtained in Example 15. 実施例16で得られた無機材料のX線回折の一例を示すグラフである。10 is a graph showing an example of X-ray diffraction of an inorganic material obtained in Example 16. 実施例17で得られた無機材料のX線回折の一例を示すグラフである。10 is a graph showing an example of X-ray diffraction of an inorganic material obtained in Example 17.

本発明の無アルカリガラスを用いた無機材料の製造方法は、基本的には、無アルカリガラスをアルカリ溶液と接触させるアルカリ処理工程とアルカリ処理工程で得られたヒドロゲルを水熱合成処理する水熱合成工程とを含むことを特徴とする。このような本発明の無機材料の製造方法によれば、高温での溶融処理を施すことなく、無アルカリガラスを原料として用いて無機材料を製造することができる。これにより、不要となった液晶パネルなどに用いられている無アルカリガラスを、低環境負荷のプロセスで、資源として有効に利用することが可能となる。また、本来不要となった無アルカリガラスを原料とし、かつ、原料ガラスを高温溶融しないため、エネルギー消費量が少なく、設備コストおよびエネルギーコストが低いため、安価で高性能な水浄化剤、乾燥剤、分子ふるい、触媒などに使用できる無機材料を製造することが可能となる。   The method for producing an inorganic material using an alkali-free glass of the present invention basically includes an alkali treatment step in which an alkali-free glass is brought into contact with an alkali solution, and a hydrothermal process for hydrothermal synthesis treatment of the hydrogel obtained in the alkali treatment step. And a synthesis step. According to such a method for producing an inorganic material of the present invention, an inorganic material can be produced using alkali-free glass as a raw material without performing a melting treatment at a high temperature. Thereby, the alkali-free glass used for the liquid crystal panel etc. which became unnecessary can be effectively utilized as a resource in a low environmental load process. In addition, since it is made from alkali-free glass, which is no longer necessary, and it does not melt at high temperature, it consumes less energy and has low equipment and energy costs. Inorganic materials that can be used for molecular sieves, catalysts, etc. can be produced.

本発明における無アルカリガラスは、SiO:50重量%以上、Al:10〜20重量%の組成を有することが、好ましい。これにより、SiO/Alがモル比で4.24以上であり、すなわちSi/Alモル比が1以上の範囲にあり、Y型ゼオライト(Si/Alモル比3以上)およびA型ゼオライト(Si/Alモル比1〜3)の原料として好適である。なお、無アルカリガラスがこのような組成を有することは、たとえば蛍光X線分析を用いた組成分析により確認することができる。 The alkali-free glass in the present invention preferably has a composition of SiO 2 : 50% by weight or more and Al 2 O 3 : 10 to 20% by weight. Thereby, SiO 2 / Al 2 O 3 is 4.24 or more in molar ratio, that is, Si / Al molar ratio is in the range of 1 or more, Y-type zeolite (Si / Al molar ratio of 3 or more) and A-type It is suitable as a raw material for zeolite (Si / Al molar ratio 1 to 3). In addition, it can be confirmed that the alkali-free glass has such a composition by, for example, composition analysis using fluorescent X-ray analysis.

液晶表示装置に使用されている無アルカリガラスを再資源化するため、本発明における無アルカリガラスは、液晶表示装置に搭載される液晶パネルガラスとして使用されている無アルカリガラス組成範囲である、SiO:50重量%以上、Al:10〜20重量%、B:5〜20重量%、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaO:5〜20重量%の範囲であることがより好ましい。SiOおよびAl組成、すなわち上述したSi/Alモル比の観点から、このような組成の無アルカリガラスは、ゼオライトの原料として好適に使用される。 In order to recycle the alkali-free glass used in the liquid crystal display device, the alkali-free glass in the present invention is an alkali-free glass composition range used as a liquid crystal panel glass mounted on the liquid crystal display device, SiO. 2:50 wt% or more, Al 2 O 3: 10~20 wt%, B 2 O 3: 5~20 wt%, MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO: and more preferably in the range of 5 to 20 wt%. From the viewpoint of the SiO 2 and Al 2 O 3 composition, that is, the Si / Al molar ratio described above, the alkali-free glass having such a composition is suitably used as a raw material for zeolite.

本発明においては、原料となる無アルカリガラスが上述した組成を有することで、不要となった液晶パネルなどから回収した無アルカリガラスを原料として好適に使用できるため資源有効利用が可能となる。このように液晶パネル用の無アルカリガラスを用いることで、石炭灰、フライアッシュ、スラグなどを用いた場合と異なり、原料組成のばらつきが少ないため、効率的に、反応制御性が良く、ゼオライトを製造することが可能となる。   In the present invention, since the alkali-free glass as a raw material has the above-described composition, the alkali-free glass recovered from a liquid crystal panel or the like that has become unnecessary can be suitably used as a raw material, so that resources can be effectively used. Unlike the case of using coal ash, fly ash, slag, etc., by using alkali-free glass for liquid crystal panels in this way, since there is little variation in the raw material composition, the reaction controllability is efficient and the zeolite is It can be manufactured.

さらに、無アルカリガラスは、従来、加工温度が高く、再溶融する場合に多大なエネルギーを消費するため、環境負荷およびエネルギーコストの面から、ほとんどリサイクルがなされていなかった。本発明によれば、従来リサイクルされておらず、今後急激に増加すると予測される不要となった無アルカリガラスを資源として有効に利用することが可能となるといった効果が奏される。   Furthermore, alkali-free glass has conventionally been processed at a high processing temperature, and consumes a great deal of energy when remelted. Therefore, it has hardly been recycled from the viewpoint of environmental load and energy cost. According to the present invention, there is an effect that it is possible to effectively use as a resource non-alkali glass that has not been recycled in the past and is no longer required and is expected to increase rapidly in the future.

ここで、図1は、本発明の無機材料の製造方法の好ましい一例を示すフローチャートである。上述したように、本発明の無機材料の製造方法は、アルカリ処理工程(図1中、ステップS5)および水熱合成工程(図1中、ステップS6)を有していればよいが、合成するゼオライトの構造を調整するため、その前に、無アルカリガラスを酸性溶液で処理する酸処理工程(図1中、ステップS3)と、所定のSi/Al比となるようにアルミニウム化合物を添加する調合工程(図1中、ステップS4)とをさらに有していることが好ましい。図1に示す例のフローチャートは、さらに、無アルカリガラス回収工程(ステップS1)および粉砕工程(ステップS2)を有する場合を示している。以下、図1に示す例のフローチャートに沿って、本発明の無機材料の製造方法を詳細に説明する。   Here, FIG. 1 is a flowchart showing a preferred example of the method for producing an inorganic material of the present invention. As described above, the method for producing an inorganic material of the present invention only needs to have an alkali treatment step (step S5 in FIG. 1) and a hydrothermal synthesis step (step S6 in FIG. 1). In order to adjust the structure of the zeolite, before that, an acid treatment step (step S3 in FIG. 1) for treating the alkali-free glass with an acidic solution, and a preparation for adding an aluminum compound so as to have a predetermined Si / Al ratio It is preferable to further include a process (step S4 in FIG. 1). The flowchart of the example shown in FIG. 1 shows a case where a non-alkali glass recovery step (step S1) and a crushing step (step S2) are further included. Hereafter, the manufacturing method of the inorganic material of this invention is demonstrated in detail along the flowchart of the example shown in FIG.

〔1〕無アルカリガラス回収工程
図1に示す例では、まず、無アルカリガラス回収工程(ステップS1)として、たとえば、液晶パネルから無アルカリガラスを回収する。ここで、図2は、典型的な一例の液晶パネル1を模式的に示す断面図である。図2には、TFT(Thin Film Transistor)などのアクティブ素子(図示せず)を備えた液晶パネルを示している。図2に示す例の液晶パネル1は、たとえば、対向配置された2枚のパネルガラス(カラーフィルタ側パネルガラス2a、TFT側パネルガラス2b)を備える。これらパネルガラス(ガラス基板)2a,2bは、対向配置された側(内面側)に、周縁部に沿ってシール樹脂体(シール材)3が設けられ、互いに貼り合わされてなる。また、これらパネルガラス2a,2bとシール樹脂体3とによって密封された領域には、液晶が封入され、液晶層4が形成されている。
[1] Alkali-free Glass Recovery Step In the example shown in FIG. 1, first, as the alkali-free glass recovery step (step S1), for example, alkali-free glass is recovered from a liquid crystal panel. Here, FIG. 2 is a cross-sectional view schematically showing a typical example of the liquid crystal panel 1. FIG. 2 shows a liquid crystal panel including an active element (not shown) such as a TFT (Thin Film Transistor). The liquid crystal panel 1 of the example shown in FIG. 2 includes, for example, two panel glasses (color filter side panel glass 2a and TFT side panel glass 2b) arranged to face each other. These panel glasses (glass substrates) 2a and 2b are provided with a sealing resin body (seal material) 3 along the peripheral edge on the oppositely disposed side (inner surface side) and bonded together. Further, in a region sealed by the panel glasses 2a and 2b and the sealing resin body 3, liquid crystal is sealed and a liquid crystal layer 4 is formed.

また、典型的な液晶パネルでは、図2に示すように、各パネルガラス2a,2bの対向配置された側とは反対側(外面側)には、偏光板5が粘着剤により貼着されている。典型的な液晶パネルでは、図2に示すように、カラーフィルタ側パネルガラス2aの内面側に、反射防止膜6、カラーフィルタ7、透明導電膜8および配向膜9が形成されている。また、典型的な液晶パネルでは、図2に示すように、TFT側パネルガラス2bの内面側に、画素電極10、バス電極11、絶縁膜12、透明導電膜8および配向膜9が形成されている。前記反射防止膜6、カラーフィルタ7、透明導電膜8、配向膜9、画素電極10、バス電極11および絶縁膜12の膜厚は、前記2枚のパネルガラス2a,2bの厚みと比較して、十分に薄い。以下、図2に示す例の液晶パネルより無アルカリガラスを得る手順を説明するが、本発明において原料となる無アルカリガラスを回収する手順はこれに限定されるものではなく、また、液晶パネルから回収されたものにも限定されない。   Further, in a typical liquid crystal panel, as shown in FIG. 2, a polarizing plate 5 is adhered to the opposite side (outer surface side) of each panel glass 2a, 2b with an adhesive. Yes. In a typical liquid crystal panel, as shown in FIG. 2, an antireflection film 6, a color filter 7, a transparent conductive film 8 and an alignment film 9 are formed on the inner surface side of the color filter side panel glass 2a. Further, in a typical liquid crystal panel, as shown in FIG. 2, a pixel electrode 10, a bus electrode 11, an insulating film 12, a transparent conductive film 8 and an alignment film 9 are formed on the inner surface side of the TFT side panel glass 2b. Yes. The film thicknesses of the antireflection film 6, the color filter 7, the transparent conductive film 8, the alignment film 9, the pixel electrode 10, the bus electrode 11 and the insulating film 12 are compared with the thicknesses of the two panel glasses 2a and 2b. Thin enough. Hereinafter, the procedure for obtaining the alkali-free glass from the liquid crystal panel of the example shown in FIG. 2 will be described, but the procedure for recovering the alkali-free glass as a raw material in the present invention is not limited to this, and from the liquid crystal panel It is not limited to those recovered.

まず、液晶テレビなど、液晶パネルを備えた表示装置などから取り出された、たとえば図2に示すような構造の液晶パネル1から偏光板5を除去する。偏光板5の除去は、公知の機械的な方法を利用する。次に、貼り合わされたガラス基板2a,2bを、2枚に分離する。具体的には、ガラス基板におけるシール樹脂体3よりも内側の四辺を、該シール樹脂体3に沿って、ダイヤモンドソーやガラスカッターなどの切断工具を用いて矩形状に切断する。その後、必要に応じて外力を加えることにより、元の大きさよりも一回り小さい大きさのガラス基板を、液晶パネルから切断して取り外す。ガラス基板が取り外されると、封入されていた液晶層4が開封され、液晶は、ガラス基板に付着した状態で露出する。次に、液晶が露出したガラス基板から樹脂性のスキージを用いてかき取ることによって液晶を除去する。   First, the polarizing plate 5 is removed from the liquid crystal panel 1 having a structure as shown in FIG. 2, for example, taken out from a display device having a liquid crystal panel such as a liquid crystal television. The removal of the polarizing plate 5 utilizes a known mechanical method. Next, the bonded glass substrates 2a and 2b are separated into two. Specifically, the four sides inside the sealing resin body 3 in the glass substrate are cut into a rectangular shape along the sealing resin body 3 using a cutting tool such as a diamond saw or a glass cutter. Thereafter, by applying an external force as necessary, the glass substrate having a size slightly smaller than the original size is cut and removed from the liquid crystal panel. When the glass substrate is removed, the sealed liquid crystal layer 4 is opened, and the liquid crystal is exposed in a state of being attached to the glass substrate. Next, the liquid crystal is removed by scraping off the exposed glass substrate using a resin squeegee.

液晶パネルなどから回収された無アルカリガラスには、通常、カラーフィルタに使用される有機物薄膜、TFT(Thin Film Transistor)に使用される金属薄膜および無機物薄膜などの不純物が付着している。このような不純物は、たとえばサンドブラスト、回転研磨などの従来公知の機械的手法、ならびに、たとえば酸性溶液、有機溶媒によるエッチングなどの従来公知の化学的手法を適宜組み合わせることで、除去することができる。このように使用済み液晶テレビから取り出した液晶パネルから無アルカリガラスが回収される。   The alkali-free glass recovered from a liquid crystal panel or the like usually has impurities such as an organic thin film used for a color filter, a metal thin film used for a TFT (Thin Film Transistor), and an inorganic thin film. Such impurities can be removed by appropriately combining conventionally known mechanical methods such as sand blasting and rotational polishing, and conventionally known chemical methods such as etching with an acidic solution and an organic solvent. Thus, alkali-free glass is collected from the liquid crystal panel taken out from the used liquid crystal television.

〔2〕粉砕工程
図1に示す例では、続く粉砕工程(ステップS2)において、原料として使用する無アルカリガラスを粉砕する。ここで、無アルカリガラスの粉砕のサイズとしては、0.001〜1mmの範囲内であることが好ましく、0.001〜0.5mmの範囲内であることがより好ましい。無アルカリガラスを0.001〜1mmに粉砕したものを原料とすることで、後述するアルカリ処理工程において、アルカリ溶液との接触面積が増大し、反応効率が高くなることで、ヒドロゲルが効率的に生成できるという利点がある。また、無アルカリガラス内部まで反応が進行し、濃度のゆらぎが減少し、構造のばらつきが少ない、均一なゼオライト構造をもった無機材料を得ることが可能となる。
[2] Pulverization Step In the example shown in FIG. 1, the alkali-free glass used as a raw material is pulverized in the subsequent pulverization step (step S2). Here, the size of the alkali-free glass is preferably in the range of 0.001 to 1 mm, and more preferably in the range of 0.001 to 0.5 mm. By using an alkali-free glass pulverized to 0.001 to 1 mm as a raw material, the contact area with the alkali solution is increased in the alkali treatment step described later, and the reaction efficiency is increased, so that the hydrogel is efficiently There is an advantage that it can be generated. Further, the reaction proceeds to the inside of the alkali-free glass, the concentration fluctuation is reduced, and an inorganic material having a uniform zeolite structure with little variation in structure can be obtained.

粉砕の方法としては、従来公知のせん断方式の破砕機、ハンマーミル、ロールミル、カッターミル、ボールミル、ジェットミルなどを用いて粉砕することができる。また、複数段処理を行ない、粉砕することもできる。ハンマーミルなどを用い、粗破砕した後、ボールミルなどで微粉砕すると効率よく粉砕することができる。たとえば、上述の液晶パネルから回収された液晶パネル画面サイズの無アルカリガラスを、ハンマーミルなどで処理し、5mm以下のサイズに粗破砕したものを、さらに、ボールミルを用い1mm以下に粉砕し、無アルカリガラスの原料として用いる。   As a pulverization method, pulverization can be performed using a conventionally known shearing type crusher, hammer mill, roll mill, cutter mill, ball mill, jet mill or the like. Further, it can be pulverized by performing a multi-stage process. After roughly crushing using a hammer mill or the like, fine crushing with a ball mill or the like enables efficient crushing. For example, a non-alkali glass with a screen size recovered from the above-mentioned liquid crystal panel is treated with a hammer mill or the like and roughly crushed to a size of 5 mm or less, and further pulverized to 1 mm or less using a ball mill. Used as a raw material for alkali glass.

〔3〕酸処理工程
図1に示す例では、続いて、酸処理工程(ステップS3)において、上述の無アルカリガラス粉体と、酸性溶液とを混合し、撹拌する酸処理を施す。混合し、撹拌する具体的な方法としては、従来公知の撹拌機を用いることができる。たとえば、マグネチックスターラー、インペラ式撹拌機、バレル式撹拌機などを用いることができる。これにより、無アルカリガラス中のCa分が酸性溶液に溶解し、分離除去される。
[3] Acid Treatment Step In the example shown in FIG. 1, subsequently, in the acid treatment step (step S3), the above alkali-free glass powder and an acidic solution are mixed and subjected to an acid treatment for stirring. As a specific method of mixing and stirring, a conventionally known stirrer can be used. For example, a magnetic stirrer, impeller stirrer, barrel stirrer, or the like can be used. Thereby, the Ca content in the alkali-free glass is dissolved in the acidic solution and separated and removed.

酸性溶液としては、たとえば、塩酸、硝酸などの酸性物質を含む溶液を用いることができる。溶液はこれらの酸性物質を2種以上を含んでいてもよい。塩酸、硝酸を含む溶液を用いることにより、低コストで、効率的にCa分の除去が可能となる。   As the acidic solution, for example, a solution containing an acidic substance such as hydrochloric acid or nitric acid can be used. The solution may contain two or more of these acidic substances. By using a solution containing hydrochloric acid and nitric acid, Ca can be efficiently removed at low cost.

酸処理工程における撹拌温度は、5〜100℃が好ましい。酸処理工程において攪拌温度が100℃を超えると、酸性物質が気化し、安全上の問題が生じ、設備の腐食も発生してしまう虞がある。酸処理工程において攪拌温度が5℃未満である場合には、溶解反応が極めて遅くなり、効率が悪くなってしまう。   The stirring temperature in the acid treatment step is preferably 5 to 100 ° C. When the stirring temperature exceeds 100 ° C. in the acid treatment step, the acidic substance is vaporized, which causes a safety problem and may cause corrosion of the equipment. When the stirring temperature is less than 5 ° C. in the acid treatment step, the dissolution reaction becomes extremely slow and the efficiency is deteriorated.

また酸処理工程における撹拌時間は、1分間〜10時間が好ましく、10分間〜5時間がより好ましい。酸処理工程において攪拌時間が1分間未満になると、酸性溶液と無アルカリガラスの十分な反応が得られず、無アルカリガラス中のCa成分がそのまま残ってしまいゼオライトの合成割合が低くなってしまう。また、酸処理工程において撹拌時間が10時間以上になると反応の進行が極端に遅くなり、製造効率が悪くなってしまう。   The stirring time in the acid treatment step is preferably 1 minute to 10 hours, and more preferably 10 minutes to 5 hours. When the stirring time is less than 1 minute in the acid treatment step, a sufficient reaction between the acidic solution and the alkali-free glass cannot be obtained, and the Ca component in the alkali-free glass remains as it is, and the synthesis rate of zeolite is lowered. Further, when the stirring time is 10 hours or longer in the acid treatment step, the progress of the reaction becomes extremely slow, and the production efficiency is deteriorated.

酸性溶液の濃度は、酸の種類、ゼオライトの種類などに応じて適宜選択することができるが、0.01〜10Nが好ましく、0.1〜5Nがより好ましい。酸性溶液の濃度が0.01N未満になると、無アルカリガラスと酸性溶液の反応が小さくなり、効率的なゼオライト合成がなくなるからである。また、酸性溶液の濃度が10Nを超える場合には、廃液処理が困難となり、効率が悪くなる虞がある。   Although the density | concentration of an acidic solution can be suitably selected according to the kind of acid, the kind of zeolite, etc., 0.01-10N are preferable and 0.1-5N are more preferable. This is because when the concentration of the acidic solution is less than 0.01 N, the reaction between the alkali-free glass and the acidic solution becomes small, and efficient zeolite synthesis is lost. Moreover, when the density | concentration of an acidic solution exceeds 10N, a waste liquid process becomes difficult and there exists a possibility that efficiency may worsen.

無アルカリガラス粉体と酸性溶液との混合比(体積比)は、無アルカリガラス粉体/酸性溶液=1/1000〜1が好ましい。混合比(体積比)が1/1000より小さくなると、必要な酸性溶液が多くなりすぎ、処理効率が悪くなってしまう。混合比(体積比)が1より大きくなると、無アルカリガラス粉体と酸性溶液の接触面積が小さくなり、溶解反応が十分に進まなくなる。   The mixing ratio (volume ratio) between the alkali-free glass powder and the acidic solution is preferably alkali-free glass powder / acidic solution = 1 / 1000-1. If the mixing ratio (volume ratio) is smaller than 1/1000, the necessary acidic solution becomes too much, and the processing efficiency is deteriorated. When the mixing ratio (volume ratio) is greater than 1, the contact area between the alkali-free glass powder and the acidic solution becomes small, and the dissolution reaction does not proceed sufficiently.

得られた無アルカリガラス粉体と酸性溶液との混合物をろ過し、無アルカリガラス粉体と酸性溶液を分離する。   The obtained mixture of the alkali-free glass powder and the acidic solution is filtered to separate the alkali-free glass powder and the acidic solution.

なお、Ca濃度が高くとも合成可能なソーダライト、Laumontiteなどを合成する場合は、酸処理工程は省略することができる。   In addition, when synthesizing sodalite, Laumontite, etc. that can be synthesized even if the Ca concentration is high, the acid treatment step can be omitted.

〔4〕調合工程
図1に示す例では、続く調合工程(ステップS4)において、アルミニウム化合物および/またはシリコン化合物を添加し、粉体中のSi/Alモル比の調整を行う。たとえば、無アルカリガラス中に含まれるSiと、無アルカリガラス中に含まれるAlと、添加したアルミニウム化合物および/またはシリコン化合物に含まれるAlおよび/またはSiとを考慮したSi/Alモル比が0.4〜9の範囲となるように、アルミニウム化合物および/またはシリコン化合物を添加することにより、後述の水熱合成で所定の温度で処理することにより、A型および/またはNa−P1型ゼオライトの合成が可能となる。無アルカリガラスのもともとの組成におけるSi/Alモル比が0.4〜9の範囲にある場合は、調合工程は省略してもA型および/またはNa−P1型ゼオライトが合成できる。
[4] Preparation Step In the example shown in FIG. 1, in the subsequent preparation step (step S4), an aluminum compound and / or a silicon compound is added to adjust the Si / Al molar ratio in the powder. For example, the Si / Al molar ratio in consideration of Si contained in the alkali-free glass, Al contained in the alkali-free glass, and Al and / or Si contained in the added aluminum compound and / or silicon compound is 0. . By adding an aluminum compound and / or a silicon compound so as to be in the range of 4 to 9, by treating at a predetermined temperature by hydrothermal synthesis described later, the A type and / or Na-P1 type zeolite Synthesis is possible. When the Si / Al molar ratio in the original composition of the alkali-free glass is in the range of 0.4 to 9, A-type and / or Na-P1-type zeolite can be synthesized even if the preparation step is omitted.

また、無アルカリガラス中に含まれるSiと、無アルカリガラス中に含まれるAlと、添加したアルミニウム化合物および/またはシリコン化合物に含まれるAlとを考慮したSi/Alモル比に関し、Si/Alモル比が9〜20の範囲となるように、アルミニウム化合物を添加することにより、ANA型ゼオライトの合成が可能となる。無アルカリガラスのもともとの組成におけるSi/Alモル比が9〜20の範囲にある場合は、調合工程は省略してもANA型ゼオライトが合成できる。   Further, regarding the Si / Al molar ratio in consideration of Si contained in the alkali-free glass, Al contained in the alkali-free glass, and Al contained in the added aluminum compound and / or silicon compound, Si / Al mole By adding an aluminum compound so that the ratio is in the range of 9 to 20, ANA type zeolite can be synthesized. If the Si / Al molar ratio in the original composition of the alkali-free glass is in the range of 9 to 20, ANA type zeolite can be synthesized even if the preparation step is omitted.

添加するアルミニウム化合物としては、たとえば、NaAlO、Al(OH)、AlClなどを用いることができる。NaAlO、Al(OH)、AlClを用いることにより、反応性が高く、効率的に反応を進行させることができる。 As an aluminum compound to be added, for example, NaAlO 2 , Al (OH) 3 , AlCl 3 or the like can be used. By using NaAlO 2 , Al (OH) 3 , and AlCl 3 , the reactivity is high and the reaction can proceed efficiently.

また、添加するシリコン化合物としては、たとえば、NaSiO・9HOなどを用いることができる。NaSiO・9HOを用いることにより、反応性が高く、効率的に反応を進行させることができる。 As the silicon compound to be added, for example, it can be used as Na 2 SiO 3 · 9H 2 O . By using Na 2 SiO 3 · 9H 2 O, the reactivity is high and the reaction can be efficiently advanced.

添加するアルミニウム化合物および/またはシリコン化合物の形態としては、粉体が好ましい。これにより後述のアルカリ処理工程において、均一に混合撹拌することが可能となる。   The form of the aluminum compound and / or silicon compound to be added is preferably powder. Thereby, it becomes possible to uniformly mix and stir in the alkali treatment step described later.

〔5〕アルカリ処理工程
図1に示す例では、次に、本発明の無機材料の製造方法において必須の工程であるアルカリ処理工程(ステップS5)において、上述の無アルカリガラス粉体と、アルカリ溶液とを混合し、撹拌する。混合し、撹拌する具体的な方法としては、従来公知の撹拌機を用いる。たとえば、マグネチックスターラー、インペラ式撹拌機、バレル式撹拌機などを用いることができる。これにより、無アルカリガラスがアルカリ溶液に溶解し、ヒドロゲルの状態となる。
[5] Alkali Treatment Step In the example shown in FIG. 1, next, in the alkali treatment step (step S5), which is an essential step in the method for producing an inorganic material of the present invention, the alkali-free glass powder and the alkali solution described above. And stir. As a specific method of mixing and stirring, a conventionally known stirrer is used. For example, a magnetic stirrer, impeller stirrer, barrel stirrer, or the like can be used. Thereby, an alkali free glass melt | dissolves in an alkaline solution and will be in the state of a hydrogel.

アルカリ処理工程における撹拌温度は、5〜80℃が好ましい。アルカリ処理工程において攪拌温度が80℃を超えると、アルカリ溶液が気化し、安全上の問題が生じる虞がある。また、アルカリ処理工程における攪拌温度が5℃未満になると、溶解反応が極めて遅くなり、効率が悪くなってしまう場合がある。   The stirring temperature in the alkali treatment step is preferably 5 to 80 ° C. When the stirring temperature exceeds 80 ° C. in the alkali treatment step, the alkaline solution is vaporized, which may cause a safety problem. Moreover, when the stirring temperature in an alkali treatment process will be less than 5 degreeC, a dissolution reaction will become very slow and efficiency may worsen.

またアルカリ処理工程における撹拌時間は、1秒間〜100時間が好ましい。アルカリ処理工程において攪拌時間が1秒間未満になると、アルカリ溶液と無アルカリガラスの十分な反応が得られず、無アルカリガラスがそのまま残ってしまいゼオライトの合成割合が低くなってしまう虞がある。また、アルカリ処理工程において撹拌時間が100時間以上になると反応の進行が極端に遅くなり効率が悪くなってしまう場合がある。   The stirring time in the alkali treatment step is preferably 1 second to 100 hours. If the stirring time is less than 1 second in the alkali treatment step, a sufficient reaction between the alkali solution and the alkali-free glass cannot be obtained, and the alkali-free glass remains as it is, and the synthesis ratio of zeolite may be lowered. In addition, when the stirring time is 100 hours or longer in the alkali treatment step, the progress of the reaction may become extremely slow and the efficiency may deteriorate.

アルカリ処理工程に用いるアルカリ溶液としては、特に制限されないが、廃液処理の観点および取り扱いの容易性の観点から、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウム、炭酸水素カリウムなどのアルカリ物質を含む溶液が好ましい。溶液はこれらのアルカリ物質を2種以上を含んでいてもよい。なお、強アルカリ溶液であり反応性が極めて高く、安価であることから、上記中でも、水酸化ナトリウムをアルカリ溶液として用いることが好ましい。   Although it does not restrict | limit especially as an alkaline solution used for an alkali treatment process, From a viewpoint of waste liquid treatment and a viewpoint of the ease of handling, sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogencarbonate, potassium hydroxide, potassium carbonate, potassium hydrogencarbonate etc. A solution containing the alkaline substance is preferred. The solution may contain two or more of these alkaline substances. Of these, sodium hydroxide is preferably used as the alkaline solution because it is a strong alkaline solution, extremely reactive, and inexpensive.

アルカリ処理工程に用いるアルカリ溶液の濃度は、アルカリの種類、ゼオライトの種類などに応じて適宜選択することができるが、0.1〜10Nが好ましく、0.2〜5Nがより好ましい。アルカリ溶液の濃度が0.1N未満になると、無アルカリガラスとアルカリ溶液の反応が小さくなり、効率的なゼオライト合成がなくなるからである。また、10Nを超えるアルカリ溶液を用いた場合には、廃液処理が困難になる虞がある。   Although the density | concentration of the alkali solution used for an alkali treatment process can be suitably selected according to the kind of alkali, the kind of zeolite, etc., 0.1-10N are preferable and 0.2-5N are more preferable. This is because when the concentration of the alkaline solution is less than 0.1 N, the reaction between the alkali-free glass and the alkaline solution becomes small, and efficient zeolite synthesis is lost. Further, when an alkaline solution exceeding 10 N is used, there is a possibility that the waste liquid treatment becomes difficult.

無アルカリガラス粉体とアルカリ溶液との混合比(体積比)は、無アルカリガラス粉体/アルカリ溶液=1/1000〜1/10が好ましい。混合比(体積比)が1/1000より小さくなると、必要なアルカリ溶液が多くなりすぎ、処理効率が悪くなってしまう場合がある。混合比(体積比)が1/10より大きくなると、無アルカリガラス粉体とアルカリ溶液の接触面積が小さくなり、溶解反応が十分に進まなくなる虞がある。   The mixing ratio (volume ratio) between the alkali-free glass powder and the alkali solution is preferably alkali-free glass powder / alkali solution = 1/1000 to 1/10. If the mixing ratio (volume ratio) is less than 1/1000, the required alkaline solution becomes too much, and the processing efficiency may deteriorate. When the mixing ratio (volume ratio) is larger than 1/10, the contact area between the alkali-free glass powder and the alkaline solution is decreased, and the dissolution reaction may not sufficiently proceed.

〔6〕水熱合成工程
図1に示す例では、次に、本発明の無機材料の製造方法において必須の工程である水熱合成工程(ステップS6)において、得られたヒドロゲルを水熱合成処理し、ゼオライトを合成する。水熱合成処理は、バッチ式または連続式のいずれによっても行うことができ、たとえば耐圧容器または反応器にヒドロゲルを導入し、好ましくは70〜250℃、より好ましくは100〜200℃に加熱することにより、水熱状態を得る。これにより、従来のセラミックス材料として焼成する方法と異なり、さらに低温での無機材料の合成が可能となり、ボイラーなどの廃熱を利用できる温度範囲であり、省エネルギーに貢献できる方法となる。なお、水熱合成工程における温度が70℃未満である場合には、合成反応速度が極めて遅くなり、効率が悪くなるという傾向にあり、また、250℃を超える場合には、他の化合物が生成してしまう場合があるためである。
[6] Hydrothermal synthesis step In the example shown in FIG. 1, next, the hydrogel obtained in the hydrothermal synthesis step (step S6), which is an essential step in the method for producing an inorganic material of the present invention, is subjected to a hydrothermal synthesis treatment. And synthesize zeolite. The hydrothermal synthesis treatment can be carried out either batchwise or continuously. For example, the hydrogel is introduced into a pressure vessel or a reactor, and preferably heated to 70 to 250 ° C, more preferably 100 to 200 ° C. Thus, a hydrothermal state is obtained. This makes it possible to synthesize inorganic materials at a lower temperature, unlike the method of firing as a conventional ceramic material, and is a temperature range in which waste heat from a boiler or the like can be used, which contributes to energy saving. When the temperature in the hydrothermal synthesis step is less than 70 ° C., the synthesis reaction rate tends to be extremely slow and the efficiency tends to deteriorate, and when it exceeds 250 ° C., other compounds are formed. This is because there is a case where it is done.

たとえば、前述の調合工程において、Si/Alモル比が0.4〜9の範囲となるように調合し、水熱合成工程において95℃で水熱合成することによりA型ゼオライトを合成することができ、150℃で水熱合成することによりNa−P1型ゼオライトを合成することができる。   For example, it is possible to synthesize A-type zeolite by preparing the Si / Al molar ratio in the range of 0.4 to 9 in the above-described preparation step and hydrothermally synthesizing at 95 ° C. in the hydrothermal synthesis step. It is possible to synthesize Na-P1-type zeolite by hydrothermal synthesis at 150 ° C.

また、前述の調合工程において、Si/Alモル比が9〜20の範囲となるように調合し、シリコン化合物を添加し、水熱合成工程において150℃で水熱合成することによりANA型ゼオライトを合成することができる。   Moreover, in the above-mentioned preparation process, it prepared so that Si / Al molar ratio might be in the range of 9-20, added a silicon compound, and hydrothermally synthesized at 150 ° C. in the hydrothermal synthesis process, the ANA type zeolite was obtained. Can be synthesized.

水熱合成の圧力はその温度での飽和蒸気圧とし,1気圧〜10気圧となるように、反応容器内に導入する液体、固体の量を設定し、反応容器内の空間の体積を調整する。   The hydrothermal synthesis pressure is the saturated vapor pressure at that temperature, and the volume of liquid and solid introduced into the reaction vessel is set so as to be 1 to 10 atm, and the volume of the space in the reaction vessel is adjusted. .

水熱合成の合成時間は、1時間から100時間とする。合成時間が1時間未満である場合は、十分にゼオライトが生成しない場合がある。また合成時間が100時間を超えると、合成速度が極端に遅くなり、効率が悪くなってしまう虞がある。   The synthesis time for hydrothermal synthesis is 1 hour to 100 hours. If the synthesis time is less than 1 hour, the zeolite may not be sufficiently produced. If the synthesis time exceeds 100 hours, the synthesis speed becomes extremely slow, and the efficiency may be deteriorated.

たとえば、前述の150℃で水熱合成してA型ゼオライトを合成する場合、水熱合成時間は、24〜72時間とすることが好ましい。   For example, when the A-type zeolite is synthesized by hydrothermal synthesis at 150 ° C., the hydrothermal synthesis time is preferably 24 to 72 hours.

このようにSi/Al比、水熱合成工程の加熱温度、水熱合成工程の処理時間を適当に選択することにより、種々のゼオライトを合成することが可能となる。   Thus, various zeolites can be synthesized by appropriately selecting the Si / Al ratio, the heating temperature in the hydrothermal synthesis process, and the treatment time in the hydrothermal synthesis process.

上述したような本発明の無機材料の製造方法によれば、上述した原料から直接的にゼオライト構造を持った無機材料を得ることができる。すなわち、酸処理工程を施すか、調合工程における調合を適宜に選択することにより、高価な合成装置などを必要とせず、所望の構造を有する、上述した原料の化合物からなるゼオライト構造を持った無機材料を直接的に得ることができる。   According to the method for producing an inorganic material of the present invention as described above, an inorganic material having a zeolite structure can be obtained directly from the above-described raw materials. In other words, by applying an acid treatment step or appropriately selecting the preparation in the preparation step, an inorganic compound having a zeolite structure composed of the above-described raw material compound having a desired structure without requiring an expensive synthesis apparatus or the like. The material can be obtained directly.

なお、無機材料の製造方法は、好ましくは250℃以下の温度域で水熱合成し、作製するものであり、この場合にはボイラーの廃熱などを利用することができる温度域であり、省エネルギーに貢献することができる。   In addition, the manufacturing method of the inorganic material is preferably a hydrothermal synthesis and production in a temperature range of 250 ° C. or less, and in this case, the temperature range in which the waste heat of the boiler can be used, and energy saving Can contribute.

本発明の方法によって得られた無機材料は、条件に応じて、様々なゼオライト構造のものを得ることができる。この様な無機材料は、水質浄化剤、触媒材料などに利用することができる。   The inorganic material obtained by the method of the present invention can be obtained in various zeolite structures depending on conditions. Such inorganic materials can be used for water purification agents, catalyst materials, and the like.

以下に実施例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。   The present invention will be described in more detail with reference to examples below, but the present invention is not limited to these examples.

<実施例1>
中心径10μmに粉砕した無アルカリガラス10gを250mLの1M、3M、5M HClに加え室温にて3時間攪拌した後、吸引ろ過、乾燥を経て塩酸処理廃ガラスを得た。また、中心径10μmに粉砕した無アルカリガラス10gを250mLの1M、3M、5M HNOに加え室温にて3時間攪拌した後、吸引ろ過、乾燥を経て硝酸処理廃ガラスを得た。
<Example 1>
10 g of alkali-free glass pulverized to a center diameter of 10 μm was added to 250 mL of 1M, 3M, and 5M HCl and stirred at room temperature for 3 hours, followed by suction filtration and drying to obtain hydrochloric acid-treated waste glass. Further, 10 g of alkali-free glass pulverized to a center diameter of 10 μm was added to 250 mL of 1M, 3M, and 5M HNO 3 and stirred at room temperature for 3 hours, followed by suction filtration and drying to obtain nitric acid-treated waste glass.

それぞれの酸処理条件について、吸引ろ過したろ液の定量分析を行ない、ガラス成分中の各成分の溶出率(ガラスに含まれていた各成分量に対する溶出した成分量の割合)を評価した。結果を表1に示す。酸処理によりCa分が優先的に溶液中に溶出していることを確認した。   Under each acid treatment condition, the filtrate subjected to suction filtration was quantitatively analyzed, and the elution rate of each component in the glass component (ratio of the amount of the eluted component to the amount of each component contained in the glass) was evaluated. The results are shown in Table 1. It was confirmed that Ca was preferentially eluted in the solution by the acid treatment.

Figure 2012116743
Figure 2012116743

<実施例2>
中心径10μmに粉砕した無アルカリガラス2gを秤量し、これに15mLの10M NaOHを加え、ポリテトラフルオロエチレン製の容器にて、混合撹拌を行なった。このとき、上述の好ましい組成の無アルカリガラス(SiO:50重量%以上、Al:10〜20重量%、B:5〜20重量%、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaO:5〜20重量%の範囲、ただしAl、B、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaOの組成がそれぞれ下限の10重量%、5重量%、5重量%であれば)であればSiOの上限は80重量%である)であればSi/Alモル比は2.1〜6.8となっている。24時間攪拌した後に温風加熱機にて150℃で、1、3、4、5日間の条件で水熱合成を行なった。水熱合成の完了後、吸引ろ過により合成物をろ別し、乾燥を経て無機材料の試料を得た。
<Example 2>
2 g of alkali-free glass pulverized to a center diameter of 10 μm was weighed, 15 mL of 10 M NaOH was added thereto, and mixed and stirred in a polytetrafluoroethylene container. At this time, alkali-free glass (SiO 2 : 50 wt% or more, Al 2 O 3 : 10 to 20 wt%, B 2 O 3 : 5 to 20 wt%, MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO: 5 to 20 wt% of the above preferred composition. Range, provided that the composition of Al 2 O 3 , B 2 O 3 , MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO is 10% by weight, 5% by weight and 5% by weight, respectively), the upper limit of SiO 2 is 80% by weight) If present, the Si / Al molar ratio is 2.1 to 6.8. After stirring for 24 hours, hydrothermal synthesis was performed in a hot air heater at 150 ° C. under conditions of 1, 3, 4, and 5 days. After completion of the hydrothermal synthesis, the synthesized product was filtered off by suction filtration, and dried to obtain a sample of an inorganic material.

得られた試料についてX線回折を行ない、合成された無機材料の相の同定を行なった。結果を図3に示す。図3より分かるように、ゼオライトの1種であるソーダライトが合成されたことを確認した。   The obtained sample was subjected to X-ray diffraction, and the phase of the synthesized inorganic material was identified. The results are shown in FIG. As can be seen from FIG. 3, it was confirmed that sodalite, which is a kind of zeolite, was synthesized.

<実施例3>
中心径10μmに粉砕した無アルカリガラス2gを秤量し、これに15mLの1M NaOHを加え、ポリテトラフルオロエチレン製の容器にて、混合撹拌を行なった。このとき、上述の好ましい組成の無アルカリガラス(SiO:50重量%以上、Al:10〜20重量%、B:5〜20重量%、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaO:5〜20重量%の範囲、ただしAl、B、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaOの組成がそれぞれ下限の10重量%、5重量%、5重量%であれば)であればSiOの上限は80重量%である)であればSi/Alモル比は2.1〜6.8となっている。24時間攪拌した後に温風加熱機にて150℃で、1、2、3、4、5日間の条件で水熱合成を行なった。水熱合成の完了後、吸引ろ過により合成物をろ別し、乾燥を経て無機材料の試料を得た。
<Example 3>
2 g of alkali-free glass pulverized to a center diameter of 10 μm was weighed, 15 mL of 1M NaOH was added thereto, and mixed and stirred in a polytetrafluoroethylene container. At this time, alkali-free glass (SiO 2 : 50 wt% or more, Al 2 O 3 : 10 to 20 wt%, B 2 O 3 : 5 to 20 wt%, MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO: 5 to 20 wt% of the above preferred composition. Range, provided that the composition of Al 2 O 3 , B 2 O 3 , MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO is 10% by weight, 5% by weight and 5% by weight, respectively), the upper limit of SiO 2 is 80% by weight) If present, the Si / Al molar ratio is 2.1 to 6.8. After stirring for 24 hours, hydrothermal synthesis was performed at 150 ° C. in a warm air heater under the conditions of 1, 2, 3, 4, and 5 days. After completion of the hydrothermal synthesis, the synthesized product was filtered off by suction filtration, and dried to obtain a sample of an inorganic material.

得られた試料についてX線回折を行ない、合成された無機材料の相の同定を行なった。結果を図4に示す。図4より分かるように、ゼオライトの1種であるソーダライトが合成されたことを確認した。   The obtained sample was subjected to X-ray diffraction, and the phase of the synthesized inorganic material was identified. The results are shown in FIG. As can be seen from FIG. 4, it was confirmed that sodalite, which is a kind of zeolite, was synthesized.

<実施例4>
中心径10μmに粉砕した無アルカリガラス2.6gを秤量し、これに40mLの0.2M NaOHを加え、ポリテトラフルオロエチレン製の容器にて、混合撹拌を行なった。さらに、3.362gのNaAlOと混合した。このとき、上述の好ましい組成の無アルカリガラス(SiO:50重量%以上、Al:10〜20重量%、B:5〜20重量%、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaO:5〜20重量%の範囲、ただしAl、B、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaOの組成がそれぞれ下限の10重量%、5重量%、5重量%であれば)であればSiOの上限は80重量%である)であればSi/Alモル比は0.4〜0.8となっている。10分間攪拌した後に温風加熱機にて95℃で、48時間の条件で水熱合成を行なった。水熱合成の完了後、吸引ろ過により合成物をろ別し、乾燥を経て無機材料の試料を得た。
<Example 4>
2.6 g of alkali-free glass pulverized to a center diameter of 10 μm was weighed, 40 mL of 0.2 M NaOH was added thereto, and the mixture was stirred in a polytetrafluoroethylene container. Further mixed with 3.362 g NaAlO 2 . At this time, alkali-free glass (SiO 2 : 50 wt% or more, Al 2 O 3 : 10 to 20 wt%, B 2 O 3 : 5 to 20 wt%, MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO: 5 to 20 wt% of the above preferred composition. Range, provided that the composition of Al 2 O 3 , B 2 O 3 , MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO is 10% by weight, 5% by weight and 5% by weight, respectively), the upper limit of SiO 2 is 80% by weight) If present, the Si / Al molar ratio is 0.4 to 0.8. After stirring for 10 minutes, hydrothermal synthesis was performed in a hot air heater at 95 ° C. for 48 hours. After completion of the hydrothermal synthesis, the synthesized product was filtered off by suction filtration, and dried to obtain a sample of an inorganic material.

得られた試料についてX線回折を行ない、合成された無機材料の相の同定を行なった。結果を図5に示す。図5より分かるように、Ca−Al−Si−O系化合物およびLaumontite(CaAlSi1648)などが合成されたことを確認した。 The obtained sample was subjected to X-ray diffraction, and the phase of the synthesized inorganic material was identified. The results are shown in FIG. As can be seen from FIG. 5, it was confirmed that a Ca—Al—Si—O-based compound, Laumontite (Ca 4 Al 8 Si 16 O 48 ) and the like were synthesized.

<実施例5>
中心径10μmに粉砕した無アルカリガラス10gを250mLの1M、3M、5M各濃度のHClに加え室温にて3時間攪拌した後、吸引ろ過、乾燥を経て塩酸処理廃ガラスを得た。各濃度で塩酸処理した廃ガラス2.6gをそれぞれ別々に40mLの0.2M NaOHに加え、さらに、3.362gのNaAlOと混合した。このとき、上述の好ましい組成の無アルカリガラス(SiO:50重量%以上、Al:10〜20重量%、B:5〜20重量%、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaO:5〜20重量%の範囲、ただしAl、B、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaOの組成がそれぞれ下限の10重量%、5重量%、5重量%であれば)であればSiOの上限は80重量%である)であればSi/Alモル比は0.4〜0.8となっている。10分間攪拌した後に95℃で48時間の条件で水熱合成を行なった。水熱合成の完了後、吸引ろ過により合成物をろ別し、乾燥を経て無機材料の試料を得た。
<Example 5>
10 g of alkali-free glass pulverized to a center diameter of 10 μm was added to 250 mL of HCl of 1M, 3M, and 5M in each concentration and stirred at room temperature for 3 hours, and then filtered through suction and dried to obtain hydrochloric acid-treated waste glass. 2.6 g of waste glass treated with hydrochloric acid at each concentration was separately added to 40 mL of 0.2 M NaOH, and further mixed with 3.362 g of NaAlO 2 . At this time, alkali-free glass (SiO 2 : 50 wt% or more, Al 2 O 3 : 10 to 20 wt%, B 2 O 3 : 5 to 20 wt%, MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO: 5 to 20 wt% of the above preferred composition. Range, provided that the composition of Al 2 O 3 , B 2 O 3 , MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO is 10% by weight, 5% by weight and 5% by weight, respectively), the upper limit of SiO 2 is 80% by weight) If present, the Si / Al molar ratio is 0.4 to 0.8. After stirring for 10 minutes, hydrothermal synthesis was carried out at 95 ° C. for 48 hours. After completion of the hydrothermal synthesis, the synthesized product was filtered off by suction filtration, and dried to obtain a sample of an inorganic material.

得られたそれぞれの試料のX線回折を行ない、合成物質の同定を行なった。1M、3M、5M各濃度のHCl処理についての結果を図6に示す。図6より分かるように、いずれの塩酸処理条件についてもA型ゼオライトおよびChabaziteが合成されたことを確認した。   Each sample obtained was subjected to X-ray diffraction to identify the synthetic substance. The results for 1M, 3M and 5M concentrations of HCl treatment are shown in FIG. As can be seen from FIG. 6, it was confirmed that type A zeolite and chabazite were synthesized under any hydrochloric acid treatment conditions.

<実施例6>
中心径10μmに粉砕した無アルカリガラス10gを250mLの1M、3M、5M HNOに加え室温にて3時間攪拌した後、吸引ろ過、乾燥を経て硝酸処理廃ガラスを得た。各濃度で硝酸処理した廃ガラス2.6gをそれぞれ別々に40mLの0.2M NaOHに加え、さらに、3.362gのNaAlOと混合した。実施例5と同様に、上述の好ましい組成の無アルカリガラスであればSi/Alモル比は0.4〜0.8となっている。10分間攪拌した後に95℃で48時間の条件で水熱合成を行なった。水熱合成の完了後、吸引ろ過により合成物をろ別し、乾燥を経て無機材料の試料を得た。
<Example 6>
After adding 10 g of alkali-free glass pulverized to a center diameter of 10 μm to 250 mL of 1M, 3M, 5M HNO 3 and stirring at room temperature for 3 hours, nitric acid treatment waste glass was obtained through suction filtration and drying. 2.6 g of waste glass treated with nitric acid at each concentration was separately added to 40 mL of 0.2 M NaOH, and further mixed with 3.362 g of NaAlO 2 . Similar to Example 5, the Si / Al molar ratio is 0.4 to 0.8 in the case of the alkali-free glass having the above-mentioned preferred composition. After stirring for 10 minutes, hydrothermal synthesis was carried out at 95 ° C. for 48 hours. After completion of the hydrothermal synthesis, the synthesized product was filtered off by suction filtration, and dried to obtain a sample of an inorganic material.

得られたそれぞれの試料のX線回折を行ない、合成物質の同定を行なった。1M、3M、5M各濃度のHNO処理についての結果を図7に示す。図7より分かるように、いずれの硝酸処理条件についてもA型ゼオライトおよびChabaziteが合成されたことを確認した。 Each sample obtained was subjected to X-ray diffraction to identify the synthetic substance. The results for the 1M, 3M, and 5M concentrations of HNO 3 treatment are shown in FIG. As can be seen from FIG. 7, it was confirmed that A-type zeolite and Chabazite were synthesized under any nitric acid treatment conditions.

<実施例7>
中心径10μmに粉砕した無アルカリガラス10gを200mLの1M HClに加え100℃にて2時間攪拌した後、吸引ろ過、乾燥を経て塩酸処理廃ガラスを得た。塩酸処理した廃ガラス2.6gを40mLの0.2M NaOHに加え、さらに、3.362gのNaAlOと混合した。このとき、上述の好ましい組成の無アルカリガラス(SiO:50重量%以上、Al:10〜20重量%、B:5〜20重量%、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaO:5〜20重量%の範囲、ただしAl、B、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaOの組成がそれぞれ下限の10重量%、5重量%、5重量%であれば)であればSiOの上限は80重量%である)であればSi/Alモル比は0.4〜0.8となっている。10分間および24時間攪拌した後に95℃で48時間の条件で水熱合成を行なった。水熱合成の完了後、吸引ろ過により合成物をろ別し、乾燥を経て無機材料の試料を得た。
<Example 7>
10 g of alkali-free glass pulverized to a center diameter of 10 μm was added to 200 mL of 1M HCl and stirred at 100 ° C. for 2 hours, followed by suction filtration and drying to obtain hydrochloric acid-treated waste glass. 2.6 g of waste glass treated with hydrochloric acid was added to 40 mL of 0.2 M NaOH and further mixed with 3.362 g of NaAlO 2 . At this time, alkali-free glass (SiO 2 : 50 wt% or more, Al 2 O 3 : 10 to 20 wt%, B 2 O 3 : 5 to 20 wt%, MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO: 5 to 20 wt% of the above preferred composition. Range, provided that the composition of Al 2 O 3 , B 2 O 3 , MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO is 10% by weight, 5% by weight and 5% by weight, respectively), the upper limit of SiO 2 is 80% by weight) If present, the Si / Al molar ratio is 0.4 to 0.8. After stirring for 10 minutes and 24 hours, hydrothermal synthesis was carried out at 95 ° C. for 48 hours. After completion of the hydrothermal synthesis, the synthesized product was filtered off by suction filtration, and dried to obtain a sample of an inorganic material.

得られたそれぞれの試料のX線回折を行ない、合成物質の同定を行なった。結果を図8に示す。図8より分かるように、いずれの撹拌時間についてもA型ゼオライトおよびChabaziteが合成されたことを確認した。   Each sample obtained was subjected to X-ray diffraction to identify the synthetic substance. The results are shown in FIG. As can be seen from FIG. 8, it was confirmed that A-type zeolite and Chabazite were synthesized for any stirring time.

<実施例8>
中心径10μmに粉砕した無アルカリガラス10gを250mLの3M HNOに加え室温にて3時間攪拌した後、吸引ろ過、乾燥を経て硝酸処理廃ガラスを得た。硝酸処理した廃ガラス2.6gをそれぞれ別々に40mLの0.2M NaOHに加え、さらに、3.362gのNaAlOと混合した。実施例7と同様に、上述の好ましい組成の無アルカリガラスであればSi/Alモル比は0.4〜0.8となっている。10分間および24時間攪拌した後に95℃で48時間の条件で水熱合成を行なった。水熱合成の完了後、吸引ろ過により合成物をろ別し、乾燥を経て無機材料の試料を得た。
<Example 8>
After adding 10 g of alkali-free glass pulverized to a center diameter of 10 μm to 250 mL of 3M HNO 3 and stirring at room temperature for 3 hours, a nitric acid-treated waste glass was obtained through suction filtration and drying. 2.6 g of waste glass treated with nitric acid was separately added to 40 mL of 0.2 M NaOH, and further mixed with 3.362 g of NaAlO 2 . In the same manner as in Example 7, the non-alkali glass having the above preferred composition has a Si / Al molar ratio of 0.4 to 0.8. After stirring for 10 minutes and 24 hours, hydrothermal synthesis was carried out at 95 ° C. for 48 hours. After completion of the hydrothermal synthesis, the synthesized product was filtered off by suction filtration, and dried to obtain a sample of an inorganic material.

得られたそれぞれの試料のX線回折を行ない、合成物質の同定を行なった。結果を図9に示す。図9より分かるように、いずれの撹拌時間についてもA型ゼオライトおよびChabaziteが合成されたことを確認した。   Each sample obtained was subjected to X-ray diffraction to identify the synthetic substance. The results are shown in FIG. As can be seen from FIG. 9, it was confirmed that A-type zeolite and Chabazite were synthesized for any stirring time.

<実施例9>
中心径10μmに粉砕した無アルカリガラス10gを250mLの5M HClに加え室温にて3時間攪拌した後、吸引ろ過、乾燥を経て塩酸処理廃ガラスを得た。塩酸処理した廃ガラス2.6gを40mLの0.2M NaOHに加え、さらに、0.16gのNaAlOと混合した。このとき、上述の好ましい組成の無アルカリガラス(SiO:50重量%以上、Al:10〜20重量%、B:5〜20重量%、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaO:5〜20重量%の範囲、ただしAl、B、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaOの組成がそれぞれ下限の10重量%、5重量%、5重量%であれば)であればSiOの上限は80重量%である)であればSi/Alモル比は1.8〜4.9となっている。1時間攪拌した後に24時間放置した後150℃で24、48、72時間の条件で水熱合成を行なった。水熱合成の完了後、吸引ろ過により合成物をろ別し、乾燥を経て無機材料の試料を得た。
<Example 9>
10 g of alkali-free glass pulverized to a center diameter of 10 μm was added to 250 mL of 5M HCl and stirred at room temperature for 3 hours, followed by suction filtration and drying to obtain hydrochloric acid-treated waste glass. 2.6 g of waste glass treated with hydrochloric acid was added to 40 mL of 0.2 M NaOH and further mixed with 0.16 g of NaAlO 2 . At this time, alkali-free glass (SiO 2 : 50 wt% or more, Al 2 O 3 : 10 to 20 wt%, B 2 O 3 : 5 to 20 wt%, MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO: 5 to 20 wt% of the above preferred composition. Range, provided that the composition of Al 2 O 3 , B 2 O 3 , MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO is 10% by weight, 5% by weight and 5% by weight, respectively), the upper limit of SiO 2 is 80% by weight) If present, the Si / Al molar ratio is 1.8 to 4.9. After stirring for 1 hour, the mixture was allowed to stand for 24 hours, and then hydrothermal synthesis was performed at 150 ° C. for 24, 48, and 72 hours. After completion of the hydrothermal synthesis, the synthesized product was filtered off by suction filtration, and dried to obtain a sample of an inorganic material.

得られたそれぞれの試料のX線回折を行ない、合成物質の同定を行なった。24、48、72時間の水熱合成処理についての結果を図10に示す。図10より分かるように、いずれの水熱合成時間についてもNa−P1型ゼオライトが合成されたことを確認した。   Each sample obtained was subjected to X-ray diffraction to identify the synthetic substance. The result about the hydrothermal synthesis process for 24, 48, 72 hours is shown in FIG. As can be seen from FIG. 10, it was confirmed that Na-P1-type zeolite was synthesized for any hydrothermal synthesis time.

<実施例10>
中心径10μmに粉砕した無アルカリガラス10gを250mLの5M HNOに加え室温にて3時間攪拌した後、吸引ろ過、乾燥を経て硝酸処理廃ガラスを得た。硝酸処理した廃ガラス2.6gを40mLの0.2M NaOHに加え、さらに、0.16gのNaAlOと混合した。実施例9と同様に、上述の好ましい組成の無アルカリガラスであればSi/Alモル比は1.8〜4.9となっている。1時間攪拌した後に24時間放置した後150℃で48時間の条件で水熱合成を行なった。水熱合成の完了後、吸引ろ過により合成物をろ別し、乾燥を経て無機材料の試料を得た。
<Example 10>
10 g of alkali-free glass pulverized to a center diameter of 10 μm was added to 250 mL of 5M HNO 3 and stirred at room temperature for 3 hours, followed by suction filtration and drying to obtain nitric acid-treated waste glass. 2.6 g of nitric acid-treated waste glass was added to 40 mL of 0.2 M NaOH and further mixed with 0.16 g of NaAlO 2 . As in Example 9, the Si / Al molar ratio is 1.8 to 4.9 in the case of the alkali-free glass having the above-mentioned preferred composition. After stirring for 1 hour, the mixture was allowed to stand for 24 hours, and then hydrothermal synthesis was performed at 150 ° C. for 48 hours. After completion of the hydrothermal synthesis, the synthesized product was filtered off by suction filtration, and dried to obtain a sample of an inorganic material.

得られたそれぞれの試料のX線回折を行ない、合成物質の同定を行なった。24、48、72時間の水熱合成処理についての結果を図11に示す。図11より分かるように、いずれの水熱合成時間についてもNa−P1型ゼオライトが合成されたことを確認した。   Each sample obtained was subjected to X-ray diffraction to identify the synthetic substance. The results of the hydrothermal synthesis treatment for 24, 48 and 72 hours are shown in FIG. As can be seen from FIG. 11, it was confirmed that Na-P1-type zeolite was synthesized for any hydrothermal synthesis time.

<実施例11>
中心径10μmに粉砕した無アルカリガラス10gを200mLの1M HClに加え100℃にて2時間攪拌した後、吸引ろ過、乾燥を経て塩酸処理廃ガラスを得た。塩酸処理した廃ガラス0.5g、1.0g、2.0gをそれぞれ別々の容器の40mLの10M NaOHに加えた。これは、それぞれアルカリ処理工程におけるガラス粉体とアルカリ溶液との混合比(体積比)が、無アルカリガラス粉体/アルカリ溶液=1/200、1/100、1/50に相当する。また、このとき、上述の好ましい組成の無アルカリガラス(SiO:50重量%以上、Al:10〜20重量%、B:5〜20重量%、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaO:5〜20重量%の範囲、ただしAl、B、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaOの組成がそれぞれ下限の10重量%、5重量%、5重量%であれば)であればSiOの上限は80重量%である)であればSi/Alモル比は2.1〜6.8となっている。1時間攪拌した後に150℃で48時間の条件でそれぞれ別々の容器で水熱合成を行なった。水熱合成の完了後、吸引ろ過により合成物をろ別し、乾燥を経て無機材料の試料を得た。
<Example 11>
10 g of alkali-free glass pulverized to a center diameter of 10 μm was added to 200 mL of 1M HCl and stirred at 100 ° C. for 2 hours, followed by suction filtration and drying to obtain hydrochloric acid-treated waste glass. 0.5 g, 1.0 g, and 2.0 g of waste glass treated with hydrochloric acid were added to 40 mL of 10 M NaOH in separate containers. This corresponds to the mixing ratio (volume ratio) between the glass powder and the alkali solution in the alkali treatment step, that is, alkali-free glass powder / alkali solution = 1/200, 1/100, and 1/50. At this time, the alkali-free glass of the preferred composition described above (SiO 2: 50 wt% or more, Al 2 O 3: 10~20 wt%, B 2 O 3: 5~20 wt%, MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO: 5~20 weight If the composition of Al 2 O 3 , B 2 O 3 , MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO is 10% by weight, 5% by weight, and 5% by weight, respectively, the upper limit of SiO 2 is 80% by weight. ), The Si / Al molar ratio is 2.1 to 6.8. After stirring for 1 hour, hydrothermal synthesis was performed in separate containers at 150 ° C. for 48 hours. After completion of the hydrothermal synthesis, the synthesized product was filtered off by suction filtration, and dried to obtain a sample of an inorganic material.

得られたそれぞれの試料のX線回折を行ない、合成物質の同定を行なった。0.5g、1.0g、2.0gについての結果を図12に示す。図12より分かるように、いずれの廃ガラス量についてもゼオライトの1種であるソーダライトが合成されたことを確認した。   Each sample obtained was subjected to X-ray diffraction to identify the synthetic substance. The results for 0.5 g, 1.0 g, and 2.0 g are shown in FIG. As can be seen from FIG. 12, it was confirmed that sodalite, which is a kind of zeolite, was synthesized for any amount of waste glass.

<実施例12>
中心径10μmに粉砕した無アルカリガラス10gを250mLの3M HNOに加え室温にて3時間攪拌した後、吸引ろ過、乾燥を経て硝酸処理廃ガラスを得た。硝酸処理した廃ガラス0.5g、1.0g、2.0gをそれぞれ別々の容器の40mLの10M NaOHに加えた。実施例11と同様に、上述の好ましい組成の無アルカリガラスであればSi/Alモル比は2.1〜6.8となっている。1時間攪拌した後に150℃で48時間の条件でそれぞれ別々の容器で水熱合成を行なった。水熱合成の完了後、吸引ろ過により合成物をろ別し、乾燥を経て無機材料の試料を得た。
<Example 12>
After adding 10 g of alkali-free glass pulverized to a center diameter of 10 μm to 250 mL of 3M HNO 3 and stirring at room temperature for 3 hours, a nitric acid-treated waste glass was obtained through suction filtration and drying. Nitric acid-treated waste glass (0.5 g, 1.0 g, and 2.0 g) was added to 40 mL of 10 M NaOH in a separate container. As in Example 11, the Si / Al molar ratio is 2.1 to 6.8 in the case of the alkali-free glass having the preferred composition described above. After stirring for 1 hour, hydrothermal synthesis was performed in separate containers at 150 ° C. for 48 hours. After completion of the hydrothermal synthesis, the synthesized product was filtered off by suction filtration, and dried to obtain a sample of an inorganic material.

得られたそれぞれの試料のX線回折を行ない、合成物質の同定を行なった。0.5g、1.0g、2.0gについての結果を図13に示す。図13より分かるように、いずれの廃ガラス量についてもゼオライトの1種であるソーダライトが合成されたことを確認した。   Each sample obtained was subjected to X-ray diffraction to identify the synthetic substance. The results for 0.5 g, 1.0 g, and 2.0 g are shown in FIG. As can be seen from FIG. 13, it was confirmed that sodalite, which is a kind of zeolite, was synthesized for any amount of waste glass.

<実施例13>
中心径10μmに粉砕した無アルカリガラス10gを250mLの3M HClに加え室温にて3時間攪拌した後、吸引ろ過、乾燥を経て塩酸処理廃ガラスを得た。塩酸処理した廃ガラス0.5g、1.0g、2.0gをそれぞれ別々の容器の40mLの10M NaOHに加えた。これは、それぞれアルカリ処理工程におけるガラス粉体とアルカリ溶液との混合比(体積比)が、無アルカリガラス粉体/アルカリ溶液=1/200、1/100、1/50に相当する。さらに、それぞれ1.01g、2.02g、4.04gのNaSiO・9HOと混合した。このとき、上述の好ましい組成の無アルカリガラス(SiO:50重量%以上、Al:10〜20重量%、B:5〜20重量%、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaO:5〜20重量%の範囲、ただしAl、B、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaOの組成がそれぞれ下限の10重量%、5重量%、5重量%であれば)であればSiOの上限は80重量%である)であればSi/Alモル比は3.0〜8.6となっている。1時間攪拌した後に150℃で48時間の条件でそれぞれ別々の容器で水熱合成を行なった。水熱合成の完了後、吸引ろ過により合成物をろ別し、乾燥を経て無機材料の試料を得た。
<Example 13>
10 g of alkali-free glass pulverized to a center diameter of 10 μm was added to 250 mL of 3M HCl and stirred at room temperature for 3 hours, followed by suction filtration and drying to obtain hydrochloric acid-treated waste glass. 0.5 g, 1.0 g, and 2.0 g of waste glass treated with hydrochloric acid were added to 40 mL of 10 M NaOH in separate containers. This corresponds to the mixing ratio (volume ratio) between the glass powder and the alkali solution in the alkali treatment step, that is, non-alkali glass powder / alkaline solution = 1/200, 1/100, and 1/50. Furthermore, it mixed with 1.01 g, 2.02 g, and 4.04 g of Na 2 SiO 3 .9H 2 O, respectively. At this time, alkali-free glass (SiO 2 : 50 wt% or more, Al 2 O 3 : 10 to 20 wt%, B 2 O 3 : 5 to 20 wt%, MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO: 5 to 20 wt% of the above preferred composition. Range, provided that the composition of Al 2 O 3 , B 2 O 3 , MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO is 10% by weight, 5% by weight and 5% by weight, respectively), the upper limit of SiO 2 is 80% by weight) If present, the Si / Al molar ratio is 3.0 to 8.6. After stirring for 1 hour, hydrothermal synthesis was performed in separate containers at 150 ° C. for 48 hours. After completion of the hydrothermal synthesis, the synthesized product was filtered off by suction filtration, and dried to obtain a sample of an inorganic material.

得られたそれぞれの試料のX線回折を行ない、合成物質の同定を行なった。廃ガラス0.5g、1.0g、2.0gについての結果を図14に示す。図14より分かるように、いずれの廃ガラス量についてもNa−P1型ゼオライトが合成されたことを確認した。   Each sample obtained was subjected to X-ray diffraction to identify the synthetic substance. The result about 0.5 g of waste glass, 1.0 g, and 2.0 g is shown in FIG. As can be seen from FIG. 14, it was confirmed that Na-P1-type zeolite was synthesized for any amount of waste glass.

<実施例14>
中心径10μmに粉砕した無アルカリガラス10gを250mLの3M HNOに加え室温にて3時間攪拌した後、吸引ろ過、乾燥を経て硝酸処理廃ガラスを得た。硝酸処理した廃ガラス0.5g、1.0g、2.0gをそれぞれ別々の容器の40mLの10M NaOHに加えた。さらに、それぞれ1.01g、2.02g、4.04gのNaSiO・9HOと混合した。実施例13と同様に、上述の好ましい組成の無アルカリガラスであればSi/Alモル比は1.8〜4.9となっている。1時間攪拌した後に150℃で48時間の条件でそれぞれ別々の容器で水熱合成を行なった。水熱合成の完了後、吸引ろ過により合成物をろ別し、乾燥を経て無機材料の試料を得た。
<Example 14>
After adding 10 g of alkali-free glass pulverized to a center diameter of 10 μm to 250 mL of 3M HNO 3 and stirring at room temperature for 3 hours, a nitric acid-treated waste glass was obtained through suction filtration and drying. Nitric acid-treated waste glass (0.5 g, 1.0 g, and 2.0 g) was added to 40 mL of 10 M NaOH in a separate container. Furthermore, it mixed with 1.01 g, 2.02 g, and 4.04 g of Na 2 SiO 3 .9H 2 O, respectively. Similar to Example 13, the non-alkali glass having the preferred composition described above has a Si / Al molar ratio of 1.8 to 4.9. After stirring for 1 hour, hydrothermal synthesis was performed in separate containers at 150 ° C. for 48 hours. After completion of the hydrothermal synthesis, the synthesized product was filtered off by suction filtration, and dried to obtain a sample of an inorganic material.

得られたそれぞれの試料のX線回折を行ない、合成物質の同定を行なった。廃ガラス0.5g、1.0g、2.0gについての結果を図15に示す。図15より分かるように、いずれの廃ガラス量についてもNa−P1型ゼオライトが合成されたことを確認した。   Each sample obtained was subjected to X-ray diffraction to identify the synthetic substance. The result about waste glass 0.5g, 1.0g, and 2.0g is shown in FIG. As can be seen from FIG. 15, it was confirmed that Na-P1 type zeolite was synthesized for any amount of waste glass.

<実施例15>
中心径10μmに粉砕した無アルカリガラス10gを250mLの5M HClおよび5M HNOに加え室温にて3時間攪拌した後、吸引ろ過、乾燥を経て塩酸処理廃ガラスおよび硝酸処理廃ガラスを得た。塩酸および硝酸処理した廃ガラス2.6gをそれぞれ40mLの0.2M NaOHに加え、さらに、19.98gのNaSiO・9HOと混合した。このとき、上述の好ましい組成の無アルカリガラス(SiO:50重量%以上、Al:10〜20重量%、B:5〜20重量%、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaO:5〜20重量%の範囲、ただしAl、B、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaOの組成がそれぞれ下限の10重量%、5重量%、5重量%であれば)であればSiOの上限は80重量%である)であればSi/Alモル比は9〜20となっている。1時間攪拌した後に150℃で24、48、72時間の条件で水熱合成を行なった。水熱合成の完了後、吸引ろ過により合成物をろ別し、乾燥を経て無機材料の試料を得た。
<Example 15>
10 g of alkali-free glass pulverized to a center diameter of 10 μm was added to 250 mL of 5M HCl and 5M HNO 3 and stirred at room temperature for 3 hours, followed by suction filtration and drying to obtain hydrochloric acid-treated waste glass and nitric acid-treated waste glass. Hydrochloric acid and nitric acid treated waste glass 2.6g was added to 0.2 M NaOH in 40mL each, was further mixed with Na 2 SiO 3 · 9H 2 O in 19.98 g. At this time, alkali-free glass (SiO 2 : 50 wt% or more, Al 2 O 3 : 10 to 20 wt%, B 2 O 3 : 5 to 20 wt%, MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO: 5 to 20 wt% of the above preferred composition. Range, provided that the composition of Al 2 O 3 , B 2 O 3 , MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO is 10% by weight, 5% by weight and 5% by weight, respectively), the upper limit of SiO 2 is 80% by weight) If present, the Si / Al molar ratio is 9-20. After stirring for 1 hour, hydrothermal synthesis was performed at 150 ° C. for 24, 48 and 72 hours. After completion of the hydrothermal synthesis, the synthesized product was filtered off by suction filtration, and dried to obtain a sample of an inorganic material.

得られたそれぞれの試料のX線回折を行ない、合成物質の同定を行なった。24、48、72時間の水熱合成処理についての結果を図16に示す。図16より分かるように、いずれの水熱合成時間についてもANA型ゼオライト(Na16Si32Al1696・16HO)が合成されたことを確認した。 Each sample obtained was subjected to X-ray diffraction to identify the synthetic substance. The result about the hydrothermal synthesis process for 24, 48, and 72 hours is shown in FIG. As can be seen from FIG. 16, it was confirmed that any of the ANA zeolite also hydrothermal synthesis time (Na 16 Si 32 Al 16 O 96 · 16H 2 O) was synthesized.

<実施例16>
中心径10μmに粉砕した無アルカリガラス10gを250mLの5M HNOに加え室温にて3時間攪拌した後、吸引ろ過、乾燥を経て硝酸処理廃ガラスを得た。14mLの0.05M、0.1M、0.2M、0.5M、1.0M、2.0M、5.0M、10.0M NaOHにそれぞれ硝酸処理した廃ガラス1.0gを加え、さらに、それぞれ1.287gのNaAlOと混合した。このとき、上述の好ましい組成の無アルカリガラス(SiO:50重量%以上、Al:10〜20重量%、B:5〜20重量%、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaO:5〜20重量%の範囲、ただしAl、B、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaOの組成がそれぞれ下限の10重量%、5重量%、5重量%であれば)であればSiOの上限は80重量%である)であればSi/Alモル比は0.4〜0.8となっている。10分間攪拌した後に95℃で48時間の条件で水熱合成を行なった。水熱合成の完了後、吸引ろ過により合成物をろ別し、乾燥を経て無機材料の試料を得た。
<Example 16>
10 g of alkali-free glass pulverized to a center diameter of 10 μm was added to 250 mL of 5M HNO 3 and stirred at room temperature for 3 hours, followed by suction filtration and drying to obtain nitric acid-treated waste glass. Add 1.0 g of waste glass treated with nitric acid to 14 mL of 0.05 M, 0.1 M, 0.2 M, 0.5 M, 1.0 M, 2.0 M, 5.0 M, 10.0 M NaOH, respectively. It was mixed with NaAlO 2 of 1.287g. At this time, alkali-free glass (SiO 2 : 50 wt% or more, Al 2 O 3 : 10 to 20 wt%, B 2 O 3 : 5 to 20 wt%, MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO: 5 to 20 wt% of the above preferred composition. Range, provided that the composition of Al 2 O 3 , B 2 O 3 , MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO is 10% by weight, 5% by weight and 5% by weight, respectively), the upper limit of SiO 2 is 80% by weight) If present, the Si / Al molar ratio is 0.4 to 0.8. After stirring for 10 minutes, hydrothermal synthesis was carried out at 95 ° C. for 48 hours. After completion of the hydrothermal synthesis, the synthesized product was filtered off by suction filtration, and dried to obtain a sample of an inorganic material.

得られたそれぞれの試料のX線回折を行ない、合成物質の同定を行なった。0.05M、0.1M、0.2M、0.5M、1.0M、2.0M、5.0M、10.0M NaOHについての結果を図17に示す。図17より分かるように、0.05M、0.1Mについては、A型ゼオライトの微小なピークが見られた。0.2M、0.5M、1M、2MについてはA型ゼオライトが合成したことを確認できた。5M、10Mについてはソーダライトが合成したことを確認できた。   Each sample obtained was subjected to X-ray diffraction to identify the synthetic substance. The results for 0.05M, 0.1M, 0.2M, 0.5M, 1.0M, 2.0M, 5.0M, 10.0M NaOH are shown in FIG. As can be seen from FIG. 17, minute peaks of A-type zeolite were observed for 0.05M and 0.1M. It was confirmed that A-type zeolite was synthesized for 0.2M, 0.5M, 1M and 2M. For 5M and 10M, it was confirmed that sodalite was synthesized.

<実施例17>
中心径10μmに粉砕した無アルカリガラス10gを250mLの5M HNOに加え、55℃にて10分間、1時間、3時間の3種類の条件で攪拌した後、吸引ろ過、乾燥を経て硝酸処理廃ガラスを得た。
<Example 17>
Adding alkali-free glass 10g pulverized to a central diameter 10μm in 5M HNO 3 in 250 mL, 10 min at 55 ° C., 1 hour, After stirring for 3 types of conditions for 3 hours, nitrated waste via suction filtration, dried Glass was obtained.

各時間で硝酸処理した廃ガラス1.0gをそれぞれ別々に14mLの0.2M NaOHに加え、さらに、1.287gのNaAlOと混合した。このとき、上述の好ましい組成の無アルカリガラス(SiO:50重量%以上、Al:10〜20重量%、B:5〜20重量%、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaO:5〜20重量%の範囲、ただしAl、B、MgO+CaO+ZnO+SrO+BaOの組成がそれぞれ下限の10重量%、5重量%、5重量%であれば)であればSiOの上限は80重量%である)であればSi/Alモル比は0.4〜0.8となっている。10分間攪拌した後に95℃で48時間の条件で水熱合成を行なった。水熱合成の完了後、吸引ろ過により合成物をろ別し、乾燥を経て無機材料の試料を得た。 1.0 g of waste glass treated with nitric acid at each time was separately added to 14 mL of 0.2 M NaOH, and further mixed with 1.287 g of NaAlO 2 . At this time, alkali-free glass (SiO 2 : 50 wt% or more, Al 2 O 3 : 10 to 20 wt%, B 2 O 3 : 5 to 20 wt%, MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO: 5 to 20 wt% of the above preferred composition. Range, provided that the composition of Al 2 O 3 , B 2 O 3 , MgO + CaO + ZnO + SrO + BaO is 10% by weight, 5% by weight and 5% by weight, respectively), the upper limit of SiO 2 is 80% by weight) If present, the Si / Al molar ratio is 0.4 to 0.8. After stirring for 10 minutes, hydrothermal synthesis was carried out at 95 ° C. for 48 hours. After completion of the hydrothermal synthesis, the synthesized product was filtered off by suction filtration, and dried to obtain a sample of an inorganic material.

得られたそれぞれの試料のX線回折を行ない、合成物質の同定を行なった。酸処理工程が10分間、1時間(60分間)、3時間(180分間)の3種類の硝酸処理についての結果を図18に示す。図18より分かるように、いずれの硝酸処理時間についてもA型ゼオライトおよびChabaziteが合成されたことを確認した。   Each sample obtained was subjected to X-ray diffraction to identify the synthetic substance. FIG. 18 shows the results of three types of nitric acid treatment in which the acid treatment step is 10 minutes, 1 hour (60 minutes), and 3 hours (180 minutes). As can be seen from FIG. 18, it was confirmed that A-type zeolite and Chabazite were synthesized for any nitric acid treatment time.

今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。   It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.

1 液晶パネル、2a カラーフィルタ側パネルガラス、2b TFT側パネルガラス、3 シール樹脂体、4 液晶層、5 光学フィルム、6 反射防止膜、7 カラーフィルタ、8 透明導電膜、9 配向膜、10 画素電極、11 バス電極、12 絶縁膜。   DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Liquid crystal panel, 2a Color filter side panel glass, 2b TFT side panel glass, 3 Seal resin body, 4 Liquid crystal layer, 5 Optical film, 6 Antireflection film, 7 Color filter, 8 Transparent conductive film, 9 Orientation film, 10 Pixel Electrode, 11 bus electrode, 12 insulating film.

Claims (12)

無アルカリガラスを原料とする無機材料の製造方法であって、無アルカリガラスをアルカリ溶液と接触させるアルカリ処理工程と、アルカリ処理工程で得られたヒドロゲルを水熱合成処理する水熱合成工程とを含むことを特徴とする無機材料の製造方法。   A method for producing an inorganic material using alkali-free glass as a raw material, comprising: an alkali treatment step in which the alkali-free glass is brought into contact with an alkali solution; and a hydrothermal synthesis step in which a hydrogel obtained in the alkali treatment step is hydrothermally synthesized. A method for producing an inorganic material, comprising: 無アルカリガラスを酸性溶液で処理する酸処理工程と、所定のAl/SiO比となるようにアルミニウム化合物を添加する調合工程とを、前記アルカリ処理工程の前にさらに含むことを特徴とする請求項1に記載の無機材料の製造方法。 The method further includes an acid treatment step of treating the alkali-free glass with an acidic solution, and a preparation step of adding an aluminum compound so as to have a predetermined Al 2 O 3 / SiO 2 ratio, before the alkali treatment step. The manufacturing method of the inorganic material of Claim 1. 前記無アルカリガラスが、SiO:50重量%以上、Al:10〜20重量%の組成を有する、請求項1または2に記載の無機材料の製造方法。 The alkali-free glass, SiO 2: 50 wt% or more, Al 2 O 3: 10 to 20 having a weight percent of the composition, method of producing an inorganic material according to claim 1 or 2. 前記無アルカリガラスが、液晶表示装置から回収した無アルカリガラスであることを特徴とする、請求項1〜3のいずれかに記載の無機材料の製造方法。   The said alkali free glass is the alkali free glass collect | recovered from the liquid crystal display device, The manufacturing method of the inorganic material in any one of Claims 1-3 characterized by the above-mentioned. 無アルカリガラスを0.001〜1mmに粉砕したものを原料とすることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載の無機材料の製造方法。   The method for producing an inorganic material according to any one of claims 1 to 4, wherein an alkali-free glass is ground to 0.001 to 1 mm. 得られる無機材料がゼオライトであることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載の無機材料の製造方法。   The method for producing an inorganic material according to any one of claims 1 to 5, wherein the obtained inorganic material is zeolite. 得られる無機材料がA型ゼオライトおよび/またはP1型ゼオライトおよび/またはANA型ゼオライトであることを特徴とする請求項6に記載の無機材料の製造方法。   The method for producing an inorganic material according to claim 6, wherein the obtained inorganic material is A-type zeolite and / or P1-type zeolite and / or ANA-type zeolite. 前記アルカリ溶液は、濃度が0.1〜10Nであることを特徴とする請求項1〜7のいずれかに記載の無機材料の製造方法。   The method for producing an inorganic material according to claim 1, wherein the alkaline solution has a concentration of 0.1 to 10N. 前記アルカリ処理工程は、1秒間〜100時間撹拌することを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載の無機材料の製造方法。   The said alkali treatment process is stirred for 1 second-100 hours, The manufacturing method of the inorganic material in any one of Claims 1-8 characterized by the above-mentioned. 前記水熱合成工程は、70〜250℃で水熱合成処理することを特徴とする請求項1〜9のいずれかに記載の無機材料の製造方法。   The method for producing an inorganic material according to claim 1, wherein the hydrothermal synthesis step performs a hydrothermal synthesis process at 70 to 250 ° C. 10. 前記水熱合成工程は、1〜10気圧の圧力下で水熱合成処理することを特徴とする請求項1〜10のいずれかに記載の無機材料の製造方法。   The method for producing an inorganic material according to claim 1, wherein the hydrothermal synthesis step is a hydrothermal synthesis process under a pressure of 1 to 10 atm. 前記アルカリ溶液は、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸カリウムおよび炭酸水素カリウムから選ばれた少なくとも1種を含む溶液である請求項1〜11のいずれかに記載の無機材料の製造方法。   The inorganic solution according to any one of claims 1 to 11, wherein the alkaline solution is a solution containing at least one selected from sodium hydroxide, sodium carbonate, sodium hydrogen carbonate, potassium hydroxide, potassium carbonate, and potassium hydrogen carbonate. Material manufacturing method.
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