JP6746538B2 - 水溶液の作製方法 - Google Patents

Description

本発明は、例えば化学的耐久性や耐熱性・耐火性を有する組成物、その組成物を使用した水溶液及びその水溶液を使用した鋳造用材料、建築用材料又は構造材料等に関する。

従来技術として特許文献１に記載する鋳型用組成物がある。特許文献１の鋳型用組成物は「珪酸エステル類と、ならびにこれらの部分加水分解物から選ばれた１種または２種以上の珪酸エステル類からなる金属アルコキシド類と、ナトリウムアルコラートまたはその水酸化物からなるアルカリ化合物とを含むアルコール溶液からなる耐熱性有する鋳型用組成物」である。つまり、特許文献１に記載のあるように、この鋳型用組成物はその実施例２に記載のあるように使用の際には金属片表面にスプレーしてその後アルコールを乾燥除去することで皮膜を形成するようにしている。

特許第５２１３０５９号

しかし、このような溶媒としてアルコールを使用する場合には、特に鋳物の製造を行う現場等、高温に熱せられた金属等がそばにある環境下にあっては、安全上の配慮が必要とされる。また、アルコール系溶媒であるが故に、保管上、輸送上に法律上の配慮が必要となるため面倒である。また、アルコール系は揮発し易く、乾燥も早いため、スプレー方式で塗布する場合、ノズルが詰まりやすく作業性も悪かった。

上記課題を解決するために、手段１では、一般式Ｒ_ｍＳｉ（ＯＲ）_４−ｍ（ただし、式中Ｒは互いに同じかあるいは異なる炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜８のアリール基、炭素数２〜６のアルコキシアルキル基または炭素数７〜１２のアリールオキシアルキル基であり、ｍは０〜３の整数である）で表される珪酸エステルおよびアルキル珪酸エステル、ならびにこれらの部分加水分解物から選ばれた１種または２種以上の珪酸エステル類からなる金属アルコキシド類と、ナトリウムアルコラートまたはその水酸化物からなるアルカリ化合物とを含むアルコール溶液であって、上記アルコール溶液中のアルカリ化合物の含有量がナトリウム金属換算で１〜２５重量％であり、かつ上記アルコール溶液中の金属アルコキシド類の含有量が金属酸化物換算で２〜５０重量％であるアルコール溶液を、大気中、真空下又は不活性ガス雰囲気のいずれかにおいて加熱して当該アルコールを乾燥除去し、最大粒径が１２０μｍ以下で、かつ重量減少率が４％以下である粉末とした。
また、手段２では、上記珪酸エステルが、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランであるようにした。
また、手段３では、上記アルコール溶液中に有機アミン化合物を含み、有機アミン化合物が、金属アルコキシド類に対して、１〜８重量％添加されるようにした。
また、手段４では、上記粉末は、アルコール溶液を３００℃以下で加熱し、脱水縮合反応より生じるアルコール分を除去して作製するようにした。
また、手段５では、上記手段における前記粉末を水に溶解して水溶液とした。
また、手段６では、前記粉末を溶解させる前記水の温度を５〜３５℃とした。
また、手段７では、上記粉末が水に対して３０〜６０重量％であるようにした。
また、手段８では、上記水中に微粒子を１〜６０％を混合させるようにした。
また、手段９では、手段５〜８のいずれかに記載の水溶液をコーティングして鋳造用材料、建築用材料又は構造材料を構成するようにした。

上記のような手段において、調整したアルコール溶液を、大気中、真空下又は不活性ガス雰囲気のいずれかにおいて加熱して当該アルコールを乾燥除去し、最大粒径が１２０μｍ以下で、かつ重量減少率が４％以下である粉末状の組成物として得ることで、ゲル化することなく水に容易に溶解させることが可能となる。
そして、そのような組成物を水に溶解させた後でも、７００℃以上でかつ高温とならない比較的低温状態でトリジマイトやクリストバラスなどのシリカ系結晶物が得られ、化学的耐久性や耐熱性などの特性も発現させることができることを見出した。また、水に溶解した段階では、シリカ、ナトリウムはガラス組成物を形成していないため、７００℃以上で熱エネルギーが結晶化（反応）するために使用することができ、耐熱材料として有効に働くことができる。
また、上記の水溶液（水系組成物）は物体に対する被膜形成に使用することができ、アルコール系溶媒を使用する場合に比べて輸送上、保管上、あるいは使用上において取り扱いが面倒ではなくなるため有利である。また、スプレー方式で塗布する場合でも溶媒が揮発しにくいためノズルが詰まるということもなくなる。

上記の水溶液は、例えば熱硬化型の有機レジンを用いたレジンコーテッドサンドで作製した鋳型に塗布すれば、鉄系などに代表される高融点金属を鋳型に注湯した場合に、その熱で当該組成物からシリカ系結晶物が析出するために鋳型の熱間強度上昇や、砂付きや焼着き抑制などの効果が期待できる。例えば、鋳込む金属の融点が７００℃以上であれば、当該組成物からシリカ系結晶物を析出させることができるため、鉄系以外にも、鋼や銅系などの金属にも適用可能である。析出するシリカ系の結晶物の耐火度は１６００℃程度に及ぶことも可能であるため、融液の温度が１５００℃以下の金属に広く適用可能である。また、上記の水溶液は、通常の塗型とは違い、粒間に浸透させて使用するため、作製される鋳造物の寸法精度が鋳型と変わらず、手直し分の肉厚を薄くすることも可能となるため材料費の削減にも寄与できる。

また、本組成物の浸透層厚を例えば１ｍｍ以下と薄くすれば、融点が７００℃程度のアルミニウムであっても上記効果を有することができる。上記の水溶液は液状であってナノレベルでシリカとナトリウムが均質に混ざり合っている状態にあるため、例えば本来は８６７℃で長時間保持しなければ析出することがないクリストバライトなどの結晶物が短時間で、かつ７００℃程度の低温域からでも一部、結晶化させることができる。また、結晶化の際に、析出物同士がネック部で結合するためにバインダーとしての効果を発揮し、無機結晶膜として、耐熱や耐水性などに代表される、無機物の特徴をもった厚膜を、塗布した物体に付与させることが可能となる。また、上記バインダー効果（無機化）を活用すれば、たとえば、熱硬化性樹脂を用いて作製した構造物に当該組成物を塗布した後、９００℃以上で焼成すれば高強度の、無機化した構造物なども得ることができる。
尚、上記熱硬化型の有機レジンとしては、具体的には例えばフェノール樹脂や、アルカリフェノール樹脂、フェノールウレタン樹脂などを使用することがよく、それらから選択された少なくとも１種を含めばよい。
上記の水溶液では、例えば建築用材料又は構造材料などに不燃膜を付与させることができるため、防炎性を高めることも可能となる。
組成物を水に溶解させる場合には５〜３５℃のいわゆる常温で行うことがよい。上記手段のような最大粒径が１２０μｍ以下で、かつ重量減少率が４％以下の粉末状態であれば常温で溶解できる。

本発明によれば、組成物は乾燥粉末として携帯性に優れることとなり、水と混ぜた場合にゲル化せずに水溶液となるため、使い勝手がよい。

加熱前の実施例１１と比較例６のレジンコーテッドサンドを並べた写真。 実施例１１と比較例６のレジンコーテッドサンドを加熱した後の状態を説明する写真。

以下、本発明を詳細に説明する。
本発明においては所定の金属アルコキシド類と、ナトリウムアルコラートまたはその水酸化物からなるアルカリ化合物とを含むアルコール溶液が調整される。所定の金属アルコキシド類は、周期律表４Ａ族の金属アルコキシド、周期律表４Ｂ族（炭素を除く）の金属アルコキシド、周期律表３Ａ族の金属アルコキシド、周期律表３Ｂ族の金属アルコキシド、およびこれらの部分加水分解物の群から選ばれた少なくとも１種の金属アルコキシド類である。
ここで、金属アルコキシド類は、一般式Ｒ_ｍＳｉ（ＯＲ）_４−ｍ（ただし、式中Ｒは互いに同じかあるいは異なる炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜８のアリール基、炭素数２〜６のアルコキシアルキル基または炭素数７〜１２のアリールオキシアルキル基であり、ｍは０〜３の整数である）で表される珪酸エステルおよびアルキル珪酸エステル、ならびにこれらの部分加水分解物から選ばれた１種または２種以上の珪酸エステル類である。
アルカリ金属のナトリウムアルコラート又はその水酸化物は、一般式ＭＯＲ′（ただし、式中Ｍはアルカリ金属をしめし、Ｒ′は水素または炭素数１〜６のアルキル基を示す。）で表させるアルコール可溶性のアルカリ化合物を含有するものがよい。

金属アルコキシド類として具体的には、例えばテトラメトキシシラン、テトラエトキシシランがよい。
その他、テトラアルコキシシランとして、テトラプロポキシシランやテトライソプロポキシシラン、テトラブトキシシランなどもある。
なお、アルキルトリアルコキシシランとしては、メチルトリメトキシシランやメチルトリエトキシシランなどが、ジアルキルジアルコキシシランとしては、ジメチルジメトキシシランやジメチルジエトキシシランなどが、トリアルキルアルコキシシランとしては、トリメチルメトキシシランやトリメチルエトキシシランなどがある。さらに、アリールオキシシランとして、テトラフェノキシシラン、テトラトリロキシシランなどをあげることができ、また、アルキルアリールオキシシランとして、メチルトリフェノキシシラン、エチルトリフェノキシシラン、ジメチルジフェノキシシラン、ジエチルジフェノキシシラン、メチルトリトリロキシシランなどが挙げられる。
また、アルコキシアルキルシランとして、テトラメトキシメチルシラン、テトラメトキシエチルシラン、テトラメトキシイソプロピルシラン、テトラエトキシメチルシラン、テトラエトキシエチルシラン、テトラエトキシイソプロピルシランなどがあり、アリールオキシアルキルシランとして、テトラフェノキシメチルシラン、テトラフェノキシエチルシラン、テトラフェノキシプロピルシラン、テトラフェノキシイソプロピルシランなどがある。
具体的な組成物を形成するアルコール溶液中における、これらの金属アルコキシド類の含有量については、ＳｉＯ_２換算で２〜５０重量％の範囲がよく、好ましくは２〜３０重量％、さらに好ましくは１０〜２０重量％の範囲、もっとも好ましくは１５〜２０%であることがよい。
金属アルコキシド類が２重量％未満では、組成物にした際にこの金属アルコキシド類由来の金属酸化物の含有量が不足し、組成物を形成することができない場合があり、一方、５０重量％を超えると、溶解度の点からアルカリ化合物の溶解量が０．５重量％未満になり該組成物の目的を満たさない場合がある。金属酸化物を「金属アルコキシド類の完全加水分解縮合物である金属酸化物」と呼ぶ場合がある。

また、該アルコール溶液中の他の成分であるアルカリ化合物については、このアルカリ金属アルコキシドを形成する置換基Ｒ′として水素またはメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロポキシ基、ブトキシ基、ペンチルオキシ基、ヘキシルオキシ基、シクロヘキシルオキシ基などの炭素数１〜６のアルキル基、またはフェノキシ基、トリロキシ基、またはアルコキシアルキル基またはアリールオキシアルキル基などを挙げることができる。これらのアルカリ化合物は、その１種のみを単独で用いてもよく、また、２種以上の混合物として用いてもよい。
このように、本発明に用いられる溶液は、アルコール溶剤中にアルキルシリケートまたはアリルシリケートの部分加水分解物の中にアルカリ化合物、すなわちナトリウムアルコラートまたはその水酸化物を添加して使用するものである。ナトリウムアルコラートは、強アルカリであるが、アルキルシリケートまたはアリルシリケートなどの金属アルコキシド類を加水分解させることなく、均一に溶解させることができる。
本発明の組成物を形成するアルコール溶液中における、このアルカリ化合物の含有量については、Ｎａ換算で１〜２５重量％がよく、好ましくは６〜２０重量％、より好ましくは６〜１３重量%の範囲である。１重量％未満では、溶液が酸性となりシリカゲルとなり、このアルカリ金属アルコキシド由来の金属酸化物の含有量が不足し、所望の該組成物を形成しない場合があり、一方、２５重量％を超えると、トリジマイトやクリストバライトといった高耐熱性の結晶化物が形成しない場合がある。
上記溶液の成分の金属アルコキシド類およびアルカリ化合物を溶解するアルコール溶剤としては、例えばメチルアルコール、エチルアルコール、プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブチルアルコール、エチレングリコール、ジエチレングリコール、エチルセロソルブ、メチルセロソルブ、プロピルセロソルブ、フェニルメチルセロソルブ、フェニルエチルセロソルブ等が使用できる。

上記アルコール溶液からアルコールを除去するためには大気中の他、真空下、不活性ガス下の雰囲気中において可能である。アルコールを除去、粉砕する過程は、例えばドラム乾燥機などの方法や、スプレードライヤー、アトマイズ、プラズマ溶射などにより乾燥と微粒化を同時に行うことができる。乾燥粉は粉砕後の状態で重量減少率が４％以下であることが望ましい。より好ましくは３％以下、最も好ましくは２％以下がよい。
アルコールを除去するためには、常温（５〜３５℃）から３００℃以下の任意の温度で乾燥処理を行うことがよい。３００℃まで加熱させることで、乾粉中の未反応状態にあった脱水縮合反応を進ませ、新たな反応により生成されるアルコール分も除去させることができるからである。乾燥温度は乾燥量、乾燥速度を鑑みて設定する。このようにして得られた本発明の組成物は乾燥粉末・塊・フレーク等は、例えばカッターミルなどを用いて最大１２０μｍ以下に粉砕することで、常温でも容易に水に溶解させることができる。粒度としては、Ｄ５０が１〜６０μｍの範囲、最大粒径で１２０μｍ以下がよく、より好ましくは、Ｄ５０が１０〜６０μｍの範囲、最大粒径で６０〜１２０μｍ以下がよい。最も好ましくはＤ５０が１０〜４５μｍの範囲、最大粒径で６０〜１００μｍ以下がよい。
上記乾燥粉末は、再度水に溶解させることで使い勝手を向上させることができる。例えば、スプレーガンなどを用いて被コート物に、薄く均質な成膜が可能となる。
上記組成物の乾燥粉末は水に対して３０〜６０重量％ほど溶解させることができる。２５重量％以下だと当該組成物は最大粒径で５４０μｍ程度の粒子であっても水に溶解させることができる。３０重量％以上になると微粉化させた上で、更に重量減少率を４％以下にしないと水に溶解させることができない。通常、アルコールを溶媒とする当該組成物であっても、溶解度を濃くするとゲル化してしまうため、本発明のような高濃度の組成物を得ることは難しいと言われている。また、７０重量％以上では溶解度を超えてしまうため、溶解物が沈降、ゲル化するため不適である。また、乾燥粉末の重量減少率が４％以上になってもゲル化してしまう。

また、アルカリ金属による硬化促進効果を高める目的で、アルコール溶液に、有機アミン化合物を添加してもよい。有機アミン化合物としては、例えばアミノシラン、ウレイドシラン、エポキシシランなどのシランカップリング剤が挙げられる。ここで、シランカップリング剤を使用する場合には、２点架橋シランと３点架橋シランとにより架橋点をコントロールする。具体的には３−アミノプロピルトリエトキシシランなどがある。上記シランカップリング剤の使用量は、アルコール溶液に対して３点架橋シランは１〜５重量％、および２点架橋シランは１〜３重量％で制御することが好ましい。合計で１〜８重量％の範囲がよく、より好ましくは１〜５重量％が良い。１%未満ではカップリング剤添加の効果をえることができず、８%を超えて添加すると、ゲル化が進み、水溶液の安定性が損なわれる。

また、本発明の水溶液では、種々の目的で例えばマイカやジルコンなどの無機粒子や、例えばカーボンブラックのような有機粒子等の微粒子との混合物を形成させることができる。
無機粉末としては溶融シリカやジルコニア、アルミナ、マグネシアやジルコンなど、鋳型用の塗型に使用される無機材料などがあり、これらの添加物は、上記材質の比重によるが、０．１〜６０重量％であり、より好ましくは１〜６０%の範囲である。これによって差込みや砂付き対策として、塗型としての役割を期待することができる。また、例えば着色目的で着色剤としての例えばベンガラを混合してもよい。
また、本発明の水溶液には、例えばアニオン系スルホネート（例えば、ジアルキルスルホサクシネート、Ｎ−メチル−Ｎアシルタウライド等）系界面活性剤や、シリコーンエマルジョンからなる消泡剤を加えるようにしてもよい。これらの添加剤を本発明物に添加することで、本発明物である水溶液であっても、添加剤の効果で有機物からなる非水系物質との濡れ性が改善できるため、例えば、有機レジンからなる鋳造用の鋳型であっても本発明物を奥深くまで浸透させることができるため、無機化する層厚を調整することが可能となる。
微粒子の平均粒径は１５０μｍより小さいことがよく、より好ましくは１００μｍより小さいことがよい。

以下、実施例を挙げて、本発明を更に具体的に説明する。
Ａ．シリカ系結晶物の析出状況について
（実施例１）
テトラエトキシシラン（エチルシリケート４０）２００ｇを内容量２リットルの密閉可能な混合容器に分取し、これにｉ−プロピルアルコール１００ｇを添加し、スターラーを用いて密閉状態の室温にて１０分間攪拌し、次に２５℃で３０分間攪拌することによりテトラエトキシシランの加水分解を行い、さらにその後、２５℃で６時間、密閉状態で保持し、加水分解率３０％のテトラエトキシシラン加水分解溶液を調製した。
次に、このテトラエトキシシラン加水分解溶液に２１重量／重量％のＣ_２Ｈ_５ＯＮａのエタノール溶液３５．１ｇとｉ−プロピルアルコール３４４．９ｇとを添加し、スターラーを用いて、密閉状態にて２５℃の温度で３０分間攪拌し、中間溶液を調製した。この溶液は、金属アルコキシド類の含有量がＳｉＯ_２換算で２０重量／重量％、アルカリ金属のアルカリ化合物の含有量はＮａ換算で６重量／重量％のアルコール（ｉ‐プロピルアルコール）溶液である。最後に、有機アミン化合物として３−アミノプロピルトリエトキシシラン系シランカップリング剤３５．８ｇを加え、スターラーを用いて、密閉状態にて２５℃の温度で１０分間攪拌して溶液を調製した。以下、この溶液をＭＸ溶液と称する。
このＭＸ溶液を、真空ドラムドライヤーにて、５０ｔｏｒｒ、９０℃加熱条件下で乾燥し、フレーク状の乾粉を作製した。
この乾粉をＨＥＲＺＯＧ製振動粉砕機で１０分間粉砕し、Ｄ５０が４１μｍ、Ｄｍａｘが８１μｍの微粉を得た。
なお、粒度分布測定は、画像解析式のマルバーン製MORPHOLOGI-G3を使用し、測定個数２万個にて面積円相当径で評価した。
更に、乾粉の重量減少率（Ｉｇ．ｌｏｓｓ）は、エーアンドエー製水分計ＭＸ−５０を用いて、６０℃の温度で加熱し、５分経過後の重量変化量から算出した。試料重量は１ｇとし、ｌｏｗモードにて測定した。尚、加熱により、脱水縮合反応が生じてアルコールが生成されるため、揮発して飛ぶものは水分の他に、新たに反応により生成されたアルコールも含まれる。
こうして得られた乾粉３０ｇをイオン交換水７０ｇに溶解し、室温にてスターラーで１０分間攪拌し、水系の本組成物を作製した。以上のように作製した実施の形態１の組成物及びその水溶液の数値は表１の通りである。

（実施例２〜７）
表１に示すように、ＳｉＯ_２換算量、Ｎａ換算量、有機アミン化合物添加量、水溶液濃度のそれぞれが、本発明の要件を満たす所定の濃度になるように配合比を調整し、Ｄ５０、Ｄｍａｘについては粉砕時間の調整で、Ｉｇ．ｌｏｓｓについては乾燥温度により調整し、実施例１と同様の工程で作製した。
（比較例１）
実施例１〜７に準じて配合比を調整し、実施例１と同様の工程で作製した。但し、比較例１では水溶液濃度を乾粉７０ｇをイオン交換水３０ｇに溶解し、室温にてスターラーで１０分間攪拌し静置した。
（比較例２）
実施例１〜７に準じて配合比を調整し、実施例１と同様の工程で作製した。但し、比較例２では乾粉をＨＥＲＺＯＧ製振動粉砕機で１分だけ粉砕し、Ｄｍａｘが５３７μｍの微粉を得ており、その点で本発明の数値から外れている。また、Ｄ５０も２７１μｍと実施例１〜７に比べて大きい。
（比較例３）
実施例１〜７に準じて配合比を調整し、実施例１と同様の工程で作製した。但し、比較例３では乾燥工程はない。つまりＭＸ溶液の状態で使用した。
（比較例４）
実施例１〜７に準じて配合比を調整し、実施例１と同様の工程で作製した。但し、比較例４では乾粉の重量減少率（Ｉｇ．ｌｏｓｓ）が４．４％であり、その点で本発明の数値から外れている。

※結果について
表１に示すように、実施例１〜７については、水溶液はゲル化することなく溶解した。また、この水溶液を７昼夜ほど静置させたが、水溶物がゲル化したり、沈降物が発生したり、変質したりする様子も見られなかった。なお、このようにして得た水溶液のｐＨは１１と強アルカリ性を示していた。
また、実施例１〜７については、それぞれ水溶液を鋳物用の有機レジン鋳型にスプレーガンでスプレーし、自然乾燥した後電気炉で１０００℃の温度で１時間の加熱処理を行い、シリカ系結晶物の析出状況を観察した。鋳型の形状が保持できていたためシリカ系結晶物の析出は「あり」と判断した。
また、スプレー完了後にスプレーガンを３分静置し、再度スプレーガンを使用したが、静置前と同様に使用できた。
一方、比較例１、２、４についても、それぞれ水溶液を鋳物用の有機レジン鋳型にスプレーガンでスプレーし、自然乾燥した後電気炉で１０００℃の温度で１時間の加熱処理を行い、シリカ系結晶物の析出状況を観察した。比較例１、２、４では、いずれも水溶物がゲル化し、シリカ系結晶物の析出が明確に確認できなかった。また、比較例３については、ＭＸ溶液を鋳物用の有機レジン鋳型にスプレーガンでスプレーし、自然乾燥した後電気炉で１０００℃の温度で１時間の加熱処理を行い、シリカ系結晶物の析出状況を観察した。比較例３ではシリカ系結晶物の析出状況を観察することができたが、スプレー完了後にスプレーガンを３分静置したところスプレーガンが目詰まりしてしまった。比較例１、２、４ではスプレーガンの目詰まりはなかった。

Ｂ．スラリー化について
ここでは、微粒子を加えた場合のスラリー化の有無を確認した。
（実施例８）
実施例４の水溶液９９ｇにベンガラを１ｇ加え、スターラーにて１０分間攪拌しスラリーを作製した。その後、７昼夜ほど静置させた。
（実施例９）
実施例４の水溶液６２．５ｇに２５０Ｍアンダーのマイカを３７．５ｇ加え、スターラーにて１０分間攪拌しスラリーを作製した。その後、７昼夜ほど静置させた
（実施例１０）
実施例４の水溶液４０ｇに２００Ｍアンダーのジルコンを６０ｇ加え、スターラーにて１０分間攪拌しスラリーを作製した。その後、７昼夜ほど静置させた。
（比較例５）
実施例４の水溶液３０ｇに２００Ｍアンダーのジルコンを７０ｇ加え、スターラーにて１０分間攪拌した。
以上の実施例と比較例は表２の通りである。

※結果について
表２に示すように、実施例８〜１０についてはスラリーにゲル化等の変質がないことを確認した。一方、微粒子が６０％より多い比較例５については、ゲル化しないもののスラリーにはならなかった。このことから、スラリー化のために微粒子の添加量は制限されることがわかる。

Ｃ．鋳型用材料であるレジンコーテッドサンドへの使用について
（実施例１１）
ＡＦＳ（粒度指数）６０の天然珪砂１０ｋｇを、バーナーで約１６０℃に熱し、フェノールレジン２００ｇを加え、約１分間、レジンコーテッドサンド用混錬機で攪拌し、砂にレジンをコートさせた。その後、ヘキサミン３０ｇを溶かした水溶液１２０ｍｌを混錬機に滴下し、さらに数分、砂が冷却するまで攪拌し、レジンコーテッドサンド（以下、ＲＣＳ）を作製した。このＲＣＳを２８０℃に熱した金型に込めて４５秒加熱し、１０ｘ１０ｘ６０サイズの直方体を得た。（図１の写真の右側）
この熱硬化レジンで固化した直方体からなるテストピースに、実施例４で得た水溶液を刷毛塗りし、自然乾燥した後電気炉で７５０℃の温度で３０分加熱処理した。
（実施例１２）
実施例４で得た水溶液９８ｇに、アニオン系スルホネート（ジアルキルスルホサクシネート、N-メチル-Nアシルタウライド等）系界面活性剤１ｇと、シリコーンエマルジョンからなる消泡剤１ｇを加えた水溶液を作製した。この水溶液に上記実施例１１で作成したものと同じテストピース（ＲＣＳ）を１分間浸漬し、自然乾燥させた後電気炉で１０００℃の温度で１時間焼成した。焼成後、テストピースを中央部で切断し、その内部を観察した。
（実施例１３）
実施例４で得た水溶液９７ｇに実施例１２と同様の界面活性剤を２ｇと、実施例１２と同様の消泡剤１ｇを加えた水溶液を作製し、実施例１１と同様の試験を実施した。
（実施例１４）
実施例４で得た水溶液９６ｇに実施例１２と同様の剤界面活性剤を３ｇと、実施例１２と同様の消泡剤１ｇを加えた水溶液を作製し、実施例１１と同様の試験を実施した。
（比較例６）
実施例１１で作成したテストピースに当該発明物の水溶液を塗布せずに実施例１１と同じ加熱処理をした（図１の写真の左側）。
以上の実施例と比較例は表３の通りである。

※結果について
表３に示すように、焼成によって実施例１１〜１４はいずれもシリカ結晶系が析出した。一方、比較例６では、実施例４の水溶液は使用しなかったため、シリカ結晶系は析出せず、また、４００℃以上でレジンが分解されるためバインダーとして機能がなくなり、形状保持できなくなった。図２の右側の写真に示すように、実施例１１は形状が保持されているが、比較例６である左側ではレジンは熱で昇華して珪砂だけになっている。

Claims (8)

1. 一般式Ｒ_ｍＳｉ（ＯＲ）_４−ｍ（ただし、式中Ｒは互いに同じかあるいは異なる炭素数１〜６のアルキル基、炭素数６〜８のアリール基、炭素数２〜６のアルコキシアルキル基または炭素数７〜１２のアリールオキシアルキル基であり、ｍは０〜３の整数である）で表される珪酸エステルおよびアルキル珪酸エステル、ならびにこれらの部分加水分解物から選ばれた１種または２種以上の珪酸エステル類からなる金属アルコキシド類と、ナトリウムアルコラートまたはその水酸化物からなるアルカリ化合物とを含むアルコール溶液であって、
   上記アルコール溶液を、大気中、真空下又は不活性ガス雰囲気のいずれかにおいて加熱して当該アルコールを乾燥除去して粉末の組成物を得、最大粒径が１２０μｍ以下で、かつ重量減少率が４％以下である上記組成物を水に溶解して水溶液を得るようにしたことを特徴とする水溶液の作製方法。
2. 上記アルコール溶液中の上記アルカリ化合物の含有量がナトリウム金属換算で１〜２５重量％であり、かつ上記アルコール溶液中の金属アルコキシド類の含有量が金属酸化物換算で２〜５０重量％であることを特徴とする請求項１に記載の水溶液の作製方法。
3. 上記珪酸エステルが、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシランであることを特徴とする請求項１又は２に記載の水溶液の作製方法。
4. 上記アルコール溶液中に有機アミン化合物を含み、有機アミン化合物が、金属アルコキシド類に対して、１〜８重量％添加されたことを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の水溶液の作製方法。
5. 上記粉末は、アルコール溶液を３００℃以下で加熱し、脱水縮合反応より生じるアルコール分を除去して作製することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の水溶液の作製方法。
6. 上記粉末を溶解させる上記水の温度は５〜３５℃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水溶液の作製方法。
7. 上記粉末が水に対して３０〜６０重量％であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の水溶液の作製方法。
8. 上記水中に微粒子を１〜６０重量％を混合させたことを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載の水溶液の作製方法。