JP3314947B2 - 金属化合物のゾル−ゲル法における重縮合方法 - Google Patents
金属化合物のゾル−ゲル法における重縮合方法Info
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
- C03C1/006—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels to produce glass through wet route
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- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、機能性ガラス又はセラ
ミック類を低温で合成するゾル−ゲル法を利用した重縮
合方法に関する。
ミック類を低温で合成するゾル−ゲル法を利用した重縮
合方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】金属の有機又は無機化合物の溶液から出
発し、溶液中での化合物の加水分解・重合によって溶液
を金属酸化物又は水酸化物又は水酸化物の微粒子が溶解
したゾルとし、さらに反応を進ませてゲル化し、できた
多孔質のゲルを加熱して非晶質、ガラス、多結晶体、セ
ラミックを作る方法は、ゾル−ゲル法と言われている。
発し、溶液中での化合物の加水分解・重合によって溶液
を金属酸化物又は水酸化物又は水酸化物の微粒子が溶解
したゾルとし、さらに反応を進ませてゲル化し、できた
多孔質のゲルを加熱して非晶質、ガラス、多結晶体、セ
ラミックを作る方法は、ゾル−ゲル法と言われている。
【０００３】一般的な従来のゾル−ゲル法をさらに具体
的に説明する。目的とする酸化物に対応する金属アルコ
キシドを選び、アルコールを添加して混合溶液をつく
る。金属アルコキシドが固体の場合には溶媒としてアル
コールを選んで溶液とする。次に、アルコキシドのアル
コール溶液に加水分解に必要な水、触媒として酸（また
はアンモニア）を添加して出発溶液を調製する。アルコ
キシド−水−酸−アルコールの出発溶液を室温〜８０℃
で還流下で攪拌してアルコキシドの加水分解と重縮合を
行わせると、金属酸化物の粒子が生成して溶液はゾルと
なり、反応が進むと全体が固まったゲルとなる。この重
縮合過程で、バルクゲル、ゲルファイバー、又はコーテ
ィングゲルフィルム等の形態とすることにより、最終製
品の形態の異なるものが製造できる。これらの湿潤ゲル
を乾燥し、適当温度までゆっくり加熱すると、ガラス、
多結晶セラミックス等が生成される。
的に説明する。目的とする酸化物に対応する金属アルコ
キシドを選び、アルコールを添加して混合溶液をつく
る。金属アルコキシドが固体の場合には溶媒としてアル
コールを選んで溶液とする。次に、アルコキシドのアル
コール溶液に加水分解に必要な水、触媒として酸（また
はアンモニア）を添加して出発溶液を調製する。アルコ
キシド−水−酸−アルコールの出発溶液を室温〜８０℃
で還流下で攪拌してアルコキシドの加水分解と重縮合を
行わせると、金属酸化物の粒子が生成して溶液はゾルと
なり、反応が進むと全体が固まったゲルとなる。この重
縮合過程で、バルクゲル、ゲルファイバー、又はコーテ
ィングゲルフィルム等の形態とすることにより、最終製
品の形態の異なるものが製造できる。これらの湿潤ゲル
を乾燥し、適当温度までゆっくり加熱すると、ガラス、
多結晶セラミックス等が生成される。
【０００４】また、前記重縮合を行う方法に変えて、酸
素存在下で紫外線を照射して発生したオゾンＯ3 で重縮
合を行うゾル−ゲル法もあった。従来、前記ゾル−ゲル
法によるコーティング膜は、金属基板の酸化防止、耐酸
性の向上、半導体のパッシベーション、並びに、ガラス
基板の耐酸性等の化学的及び機械的保護機能コーティン
グ膜、更に光の反射防止膜や吸収膜等の光学機能コーテ
ィング膜、および電気伝導性、強誘電性、磁性等の電磁
気機能コーティング膜に応用されていた。
素存在下で紫外線を照射して発生したオゾンＯ3 で重縮
合を行うゾル−ゲル法もあった。従来、前記ゾル−ゲル
法によるコーティング膜は、金属基板の酸化防止、耐酸
性の向上、半導体のパッシベーション、並びに、ガラス
基板の耐酸性等の化学的及び機械的保護機能コーティン
グ膜、更に光の反射防止膜や吸収膜等の光学機能コーテ
ィング膜、および電気伝導性、強誘電性、磁性等の電磁
気機能コーティング膜に応用されていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来、
無機材料のコーティングで行われてきたゾル−ゲル法
は、重縮合時に脱水もしくは脱アルコール反応を必要と
しているために、加熱してこれらの反応を行わねばなら
なかった。そこで、本発明は、加熱を必要とせず室温で
行うことができるゾル−ゲル法による重縮合を行う方法
を提供することを目的とする。
無機材料のコーティングで行われてきたゾル−ゲル法
は、重縮合時に脱水もしくは脱アルコール反応を必要と
しているために、加熱してこれらの反応を行わねばなら
なかった。そこで、本発明は、加熱を必要とせず室温で
行うことができるゾル−ゲル法による重縮合を行う方法
を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記した問題点を解決す
るために、本発明は、有機溶媒に溶かした有機金属化合
物又は無機金属化合物を水により加水分解し、次いで得
られた加水分解物に二酸化炭素又は二酸化窒素の気流下
で電離放射線を照射することにより生じる発生期の酸素
Ｏにより該加水分解物を酸化させることを特徴とする金
属化合物の重縮合方法とする。また本発明は、有機溶媒
に溶かした有機金属化合物又は無機金属化合物を水によ
り加水分解し、次いで得られた加水分解物を基板にコー
ティングし、次いで得られたコーティング膜に二酸化炭
素又は二酸化窒素の気流下で電離放射線を照射すること
により生じる発生期の酸素Ｏにより該コーティング膜を
酸化させることを特徴とする金属化合物の重縮合方法と
する。
るために、本発明は、有機溶媒に溶かした有機金属化合
物又は無機金属化合物を水により加水分解し、次いで得
られた加水分解物に二酸化炭素又は二酸化窒素の気流下
で電離放射線を照射することにより生じる発生期の酸素
Ｏにより該加水分解物を酸化させることを特徴とする金
属化合物の重縮合方法とする。また本発明は、有機溶媒
に溶かした有機金属化合物又は無機金属化合物を水によ
り加水分解し、次いで得られた加水分解物を基板にコー
ティングし、次いで得られたコーティング膜に二酸化炭
素又は二酸化窒素の気流下で電離放射線を照射すること
により生じる発生期の酸素Ｏにより該コーティング膜を
酸化させることを特徴とする金属化合物の重縮合方法と
する。
【０００７】本発明で使用する発生期の酸素Ｏは、次の
式（１）及び式（２）のように二酸化炭素又は二酸化窒
素に電離放射線を照射することにより、発生させること
ができる。
式（１）及び式（２）のように二酸化炭素又は二酸化窒
素に電離放射線を照射することにより、発生させること
ができる。
【０００８】
【化１】
【０００９】
【化２】
【００１０】本発明で使用する有機金属化合物には、一
般には、金属アルコキシド、例えば、Ｓｉ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）4 、Ａｌ（ＯＣ3 Ｈ7 ）3 、または金属アセチ
ルアセテート、例えば、Ｉｎ（ＣＯＣＨ2 ＣＯＣ
Ｈ3 ）、Ｚｎ（ＣＯＣＨ2 ＣＯＣＨ3 ）2 、または金属
カルボキシレート、例えば、Ｐｂ（ＣＨ3 ＣＯＯ）2 、
Ｙ（Ｃ17Ｈ 35ＣＯＯ）3 、または二金属アルコキシド、
例えば、Ｍｇ〔Ａｌ（ｉｓｏ−ＯＣ 3 Ｈ7 ）4 〕2 、Ｌ
ａ〔Ａｌ（ｉｓｏ−ＯＣ3 Ｈ7 ）4 〕3 等が用いられ
る。
般には、金属アルコキシド、例えば、Ｓｉ（ＯＣ
2 Ｈ5 ）4 、Ａｌ（ＯＣ3 Ｈ7 ）3 、または金属アセチ
ルアセテート、例えば、Ｉｎ（ＣＯＣＨ2 ＣＯＣ
Ｈ3 ）、Ｚｎ（ＣＯＣＨ2 ＣＯＣＨ3 ）2 、または金属
カルボキシレート、例えば、Ｐｂ（ＣＨ3 ＣＯＯ）2 、
Ｙ（Ｃ17Ｈ 35ＣＯＯ）3 、または二金属アルコキシド、
例えば、Ｍｇ〔Ａｌ（ｉｓｏ−ＯＣ 3 Ｈ7 ）4 〕2 、Ｌ
ａ〔Ａｌ（ｉｓｏ−ＯＣ3 Ｈ7 ）4 〕3 等が用いられ
る。
【００１１】本発明で使用する無機金属化合物には、一
般的には、硝酸塩、例えば、Ｙ（ＮＯ3 ）3 ・６Ｈ
2 Ｏ、Ｎｉ（ＮＯ3 ）2 ・３Ｈ Ｏ、またはオキシ塩化
物、例えば、ＺｒＯＣｌ、ＡｌＯＣｌ、または塩化物、
例えば、ＴｉＣｌ4 等が用いられる。本発明で使用する
溶媒には、一般には、メタノール、エタノール、プロパ
ノール、ブタノール等のアルコール類、その他、エチレ
ングリコール等のグリコール、エチレンオキサイド、ト
リエタノールアミン等が使用できる。
般的には、硝酸塩、例えば、Ｙ（ＮＯ3 ）3 ・６Ｈ
2 Ｏ、Ｎｉ（ＮＯ3 ）2 ・３Ｈ Ｏ、またはオキシ塩化
物、例えば、ＺｒＯＣｌ、ＡｌＯＣｌ、または塩化物、
例えば、ＴｉＣｌ4 等が用いられる。本発明で使用する
溶媒には、一般には、メタノール、エタノール、プロパ
ノール、ブタノール等のアルコール類、その他、エチレ
ングリコール等のグリコール、エチレンオキサイド、ト
リエタノールアミン等が使用できる。
【００１２】本発明のゾル−ゲル法における重縮合方法
は、常温で行うことができ、加熱しなくてもよいので、
基板としてプラスチックフィルム、ガラス板、金属板や
プラスチックシートが利用できる。
は、常温で行うことができ、加熱しなくてもよいので、
基板としてプラスチックフィルム、ガラス板、金属板や
プラスチックシートが利用できる。
【００１３】
【実施例１】バリウム金属をイソプロピルアルコール中
に入れ、窒素ガスＮ2 気流下に８０℃で攪拌して、Ｂａ
（ＯＣ3 Ｈ7 ）2 を調製する。このＢａ（ＯＣ3 Ｈ7 ）
2 を含む溶液に硫酸を添加して加水分解を行って加水分
解物溶液を得る。次に、基板としてポリエステルフィル
ムを用い、この表面に前記加水分解物溶液を膜厚が乾燥
時５．０μｍとなるようにグラビアリバースコート法に
よりコーティングする。このコーティング膜を８０℃、
３分間乾燥する。この乾燥されたコーティング膜に対し
て、ＣＯ2 気流下で５ＭｅＶの照射装置で電子線を３分
間照射して、Ｂａ−Ｏ−Ｂａの重縮合を行う。
に入れ、窒素ガスＮ2 気流下に８０℃で攪拌して、Ｂａ
（ＯＣ3 Ｈ7 ）2 を調製する。このＢａ（ＯＣ3 Ｈ7 ）
2 を含む溶液に硫酸を添加して加水分解を行って加水分
解物溶液を得る。次に、基板としてポリエステルフィル
ムを用い、この表面に前記加水分解物溶液を膜厚が乾燥
時５．０μｍとなるようにグラビアリバースコート法に
よりコーティングする。このコーティング膜を８０℃、
３分間乾燥する。この乾燥されたコーティング膜に対し
て、ＣＯ2 気流下で５ＭｅＶの照射装置で電子線を３分
間照射して、Ｂａ−Ｏ−Ｂａの重縮合を行う。
【００１４】
【発明の効果】本発明によれば、発生期の酸素原子の酸
化力で重合反応を行うので、加熱を伴うことなく、室温
でゾル−ゲル法による重縮合を行うことができる。ま
た、ゾル−ゲル法による重縮合を常温で行うことができ
るので、コーティング膜を形成するための基板に、プラ
スチックフィルム、ガラス板、金属板やプラスチックシ
ートを使用することができる。
化力で重合反応を行うので、加熱を伴うことなく、室温
でゾル−ゲル法による重縮合を行うことができる。ま
た、ゾル−ゲル法による重縮合を常温で行うことができ
るので、コーティング膜を形成するための基板に、プラ
スチックフィルム、ガラス板、金属板やプラスチックシ
ートを使用することができる。
【００１５】従来の酸素存在下で紫外線を照射して発生
したオゾンＯ3 で重縮合を行うゾル−ゲル法に比べ、本
発明は、オゾンＯ3 に比べて酸化能力の高い発生期の酸
素Ｏを使用する効率的な重縮合方法である。
したオゾンＯ3 で重縮合を行うゾル−ゲル法に比べ、本
発明は、オゾンＯ3 に比べて酸化能力の高い発生期の酸
素Ｏを使用する効率的な重縮合方法である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) C01B 13/00 - 13/36 C01F 1/00 - 17/00 C01G 1/00 - 47/00 C01B 33/00 - 33/193 B01J 19/12
Claims (2)
- 【請求項１】 有機溶媒に溶かした有機金属化合物又は
無機金属化合物を水により加水分解し、次いで得られた
加水分解物に二酸化炭素又は二酸化窒素の気流下で電離
放射線を照射することにより生じる発生期の酸素Ｏによ
り該加水分解物を酸化させることを特徴とする金属化合
物の重縮合方法。 - 【請求項２】 有機溶媒に溶かした有機金属化合物又は
無機金属化合物を水により加水分解し、次いで得られた
加水分解物を基板にコーティングし、次いで得られたコ
ーティング膜に二酸化炭素又は二酸化窒素の気流下で電
離放射線を照射することにより生じる発生期の酸素Ｏに
より該コーティング膜を酸化させることを特徴とする金
属化合物の重縮合方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00263292A JP3314947B2 (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 金属化合物のゾル−ゲル法における重縮合方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP00263292A JP3314947B2 (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 金属化合物のゾル−ゲル法における重縮合方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05186212A JPH05186212A (ja) | 1993-07-27 |
| JP3314947B2 true JP3314947B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=11534770
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP00263292A Expired - Fee Related JP3314947B2 (ja) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | 金属化合物のゾル−ゲル法における重縮合方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3314947B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001261346A (ja) * | 2000-03-21 | 2001-09-26 | Zenhachi Okumi | 酸化物前駆体及び酸化物の製造方法 |
-
1992
- 1992-01-10 JP JP00263292A patent/JP3314947B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05186212A (ja) | 1993-07-27 |
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