JPH03257028A - 光透過性微細多孔体の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、光透過性を有する多孔体を得る方法に関す
る。

〔従来の技術〕

従来、光透過性を有する多孔体を製造する方法としては
、金属水酸化物を縮重合して得られるゲル状化合物を臨
界点あるいはそれ以上の状態で乾燥する方法（Ｕ、Ｓ、
Ｐ、２，０９３，４５４参照）がある。また、シリコン
アルコキシドを用いた方法としては、テトラメチルオル
ソシリケート（７ＭＯ３）を用い、超臨界状態で乾燥す
る方法（Ｕ、Ｓ、Ｐ、４．３２７゜０６５：　ｕ、ｓ、
ｐ、４，４３２，９５６参照）、あるいは、テトラエチ
ルオルソシリケートを用い、超臨界状態で乾燥する方法
（ｔｌ、ｓ、Ｐ、４，６１０，８６３参照）などがある
〔発明が解決しようとする課題〕 ところが、このようにして得られた多孔体は、経時的に
水分等を吸着して、光透過性が低下したり、多孔質材料
としての機能（たとえば、断熱性）の低下を招いたりす
るものとなっていた。

このような事情に鑑み、この発明は、水分等を吸曽しに
（り、経時的な劣化の少ない光透過性微細多孔体を得る
ことができる方法を提供することを課題とする。

〔課題を解決するための手段〕

前記課題を解決するため、この発明にかかる光透過性微
細多孔体の製造方法は、微粉末シリカを溶媒中に分散さ
せた状態で前記シリカに表面処理を施した後、表面処理
シリカ分散液を緩やかに乾燥処理するようにするもので
ある。

この発明では、水分等の吸着による透明性の劣化を防ぐ
ため、微粉末シリカに対して、粒子表面が撥水性を有す
るように表面処理を施している。

同様の目的で、微粒子シリカを液相または気相で表面処
理することが行われるが、この場合には、得られた粉末
が、実際には多次粒子として凝集し白色を示すため、こ
の粉末を加圧等で成形して得られる微細多孔体は光透過
性をほとんど有しない。そこで、この発明では、微粉末
シリカを溶媒に分散させた状態で表面処理するようにし
ている。溶媒に分散させてスラリー状になると透明で光
透過性を示すからである。

しかし、このような状態のものであっても、加熱により
溶媒を乾燥除去するようにすると、白濁してしまい、光
透過性を示さないものになってしまう。

そこで、この発明では、微粉末シリカを溶媒に分散させ
て、分散性向上と撥水性付与のために粒子に表面処理を
施した無色透明な分散液を、乾燥時に固体部の著しい凝
集を避けながら緩やかに乾燥して溶媒を除去し、光透過
性を維持しながら微細多孔体を得るようにしているので
ある。

この発明で用いられる微粉末シリカとしては、特に限定
されず、乾式製法、湿式製法のいずれから得られたもの
でも構わない。その粒子径は、小さければ小さい程よく
、２０ｎｍ以下が好ましい。

現実的には３〜７ｒｖ＋がより好ましい。

前記微粉末シリカの表面を処理するための表面処理剤と
しては、たとえば、ヘキサメチルジシラザン、トリメチ
ルクロロシラン、トリメチルメトキシシラン、ジメチル
ジクロロシラン、ジエチルジェトキシシラン、メチルト
リクロロシランなどのシラン化合物等が挙げられる。こ
のようなシラン化合物は、シリカ粒子表面のシラノール
基と容易に反応し、結合する官能基（たとえば、−ＣＺ
−ＯＲ，−ＮＨ−等）および炭素数が１〜５のアルキル
基を有するものであれば、上記に限定されるものではな
い。

前記微粉末シリカの分散媒として使用される溶媒として
は、たとえば、トルエン、ベンゼン、エタノール、メタ
ノール等が挙げられるが、シリカ粒子が分散し、かつ、
前記表面処理剤が溶解し、しかも、表面処理後のシリカ
粒子がそのまま分散状態を保つようなものであれば、上
記に限定されない。

前記表面処理剤の添加量としては、特に限定されないが
、シリカ粒子表面のシラノール基数に対し当量以上加え
ることが好ましい。たとえば、重量比で（シリカ）／（
表面処理剤）＝０．５〜１０程度の範囲で行われる。

前記溶媒の使用量としては、特に限定されないが、シリ
カ粒子および表面処理剤を添加した状態での総容量とし
て、（シリカ粒子重量）／（分散液総容量）＝５〜５０
　ｇ／ｄ程度の範囲が好ましい。

分散液の乾燥方法としては、溶媒が粒子構造体中から除
かれる際、同溶媒が液体から気体に変わる時に起こる表
面張力をなるべく弱くして、前記構造体が破壊され凝集
してしまうことを妨げるような緩和な条件で行われるも
のであれば、特に限定されない。このような乾燥方法と
しては、たとえば、通常の風乾（室温乾燥）、凍結乾燥
、超臨界乾燥の各方法等が挙げられる。超臨界乾燥の場
合、その媒体として、たとえば、エタノール、メタノー
ル、二酸化炭素、ジクロロジフルオロメタン等が用いら
れるが、特にこれらに限るわけではない。

〔作　　　用〕

微粉末シリカ粒子を溶媒中に分散させると、透明性の分
散液が得られる。この分散液を緩和な条件で乾燥するよ
うにすると、溶媒が液体から気体に変化してシリカ粒子
構造体中から除去される際に起こる溶媒の表面張力が弱
くなり、前記構造体の破壊、凝集が妨げられるため、得
られる微細多孔体は、光透過性を有する。前記分散液調
製時に表面処理剤を加えてシリカ粒子に撥水性を付与す
るようにしておくと、得られる微細多孔体が水分等を吸
着しにくくなるため、同微細多孔体の経時的な劣化が少
なくなる。

〔実　施　例〕

以下に、この発明の具体的な実施例および比較例を示す
が、この発明は下記実施例に限定されない。

一実施例１− 微粉末シリカ（−次粒子径＝５ｎｍ、比表面積＝４８０
閣”／ｇ、徳山曹達■製、レオロシールＱＳ−５０）を
トルエンに攪拌分散して得られた分散液にヘキサメチル
ジシラザンを滴下した。滴下終了後、３０分間攪拌混合
した後、１１０℃（トルエンの還流温度）に加熱しなが
ら攪拌をさらに２時間続けて、シリカ粒子の表面処理を
行った。なお、この際の混合比は、シリカ：ヘキサメチ
ルジシラザン：分散液総容積＝２０１１３ｇ：４００ｄ
であった。

このようにして得られた表面処理シリカ分散液（透明）
を室温に冷却後、遠心分離し、沈降した半透明性スラリ
ーを取り出し、風乾（室温で乾燥）して、微細多孔体を
得た。

一実施例２一 実施例１において、トルエンの使用量を分散液総容積が
半分になるような量に変えた以外は実施例１と同様にし
て、微細多孔体を得た。

一実施例３一 実施例１において、溶媒としてトルエンの代わりにベン
ゼンを用いるようにした以外は実施例１と同様にして、
半透明性スラリーを調製した後、このスラリーを０〜５
℃で凍結乾燥して、微細多孔体を得た。

一実施例４一 実施例３において、表面処理剤としてヘキサメチルジシ
ラザンの代わりにトリメチルクロロシランを用い、分散
液の混合比がシリカニトリメチルクロロシラン：分散液
総容積＝２０ｇ：９ｇ：４００−となるようにした以外
は実施例３と同様にして、微細多孔体を得た。

一実施例５一 実施例１において、溶媒としてトルエンの代わりにエタ
ノールを用いるようにした以外は実施例１と同様にして
、半透明性スラリーを調製した後、このスラリーに５ｋ
ｇ／−の圧力を加え、成形して、ゲル状物を得た。この
ゲル状物を１８℃、５５気圧の二酸化炭素中に入れて、
ゲル状物内のエタノールを二酸化炭素に置換する操作を
２〜３時間行った。その後、二酸化炭素の超臨界状態（
４０℃、８０気圧）にし、約２４時間超臨界乾燥を行っ
て、微細多孔体を得た。

一比較例１一 実施例１と同様にして得られた半透明性スラリーを１１
０℃で加熱乾燥して、微細多孔体（粉末）を得た。

一比較例２一 実施例５と同様にして得られたゲル状物を１００℃で加
熱乾燥して、微細多孔体（粉末）を得た一比較例３一 実施例１で用いた微粉末シリカをそのまま２０ｋｇ／−
で加圧成形して、微細多孔体を得た。

−比較例４一 実施例１で用いた微粉末シリカを気相反応によってヘキ
サメチルジシラザンで表面処理したもの（徳山曹達■製
、レオロシールＨＭ−５０）をそのまま２０ｋｇ／ｃｄ
で加圧成形して、微細多孔体を得た実施例１〜５および
比較例１〜４で得られた微細多孔体について、光透過性
および経時変化を調べた。光透過性は、目視によって調
べ、無色で透明感があり、光透過壮大のものを○、淡白
色で透明感があり、光透過性があるものを△、濃白色不
透明で光透過性がないものを×として評価した。

経時変化は、微細多孔体を２０℃、６０ＲＨ％の空気中
に４８時間放置した後の重量増加率（％）で評価した。

これらの結果を第１表に示す。

第１表にみるように、実施例にかかる微細多孔体は、比
較例にかかる微細多孔体に比べ、明らかに光透過性を有
しており、しかも、水分等の吸着がなく、経時的変化が
なかった。

〔発明の効果〕

この発明にかかる光透過性微細多孔体の製造方法によれ
ば、断熱性など多孔質材料に特有の機能や光透過性等に
優れ、しかも、水分等の吸着による上記性能の経時的劣
化が少ない微細多孔体を得ることができる。

この製造方法によって得られた光透過性微細多孔体は、
たとえば、断熱材、音響材料、チェレンコフ素子等の様
々な用途に用いることができる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　微粉末シリカを溶媒中に分散させた状態で前記シリ
   カに表面処理を施した後、表面処理シリカ分散液を緩や
   かに乾燥処理するようにする光透過性微細多孔体の製造
   方法。 ２　乾燥方法が、常温での風乾、凍結乾燥および超臨界
   乾燥からなる群の中から選ばれた一つの方法である請求
   項１記載の光透過性微細多孔体の製造方法。