JPH0639336B2 - 多孔体用ガラス組成物 - Google Patents
多孔体用ガラス組成物Info
- Publication number
- JPH0639336B2 JPH0639336B2 JP1070786A JP1070786A JPH0639336B2 JP H0639336 B2 JPH0639336 B2 JP H0639336B2 JP 1070786 A JP1070786 A JP 1070786A JP 1070786 A JP1070786 A JP 1070786A JP H0639336 B2 JPH0639336 B2 JP H0639336B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- heat treatment
- phase separation
- glass composition
- porous
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
- C03C11/00—Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles
- C03C11/005—Multi-cellular glass ; Porous or hollow glass or glass particles obtained by leaching after a phase separation step
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はガラス組成物、特に吸湿剤、各種分離膜、触
媒、酸素、或いは微生物の担体、クロマトグラフィー用
の充填剤などに用いられる多孔性ガラス体用ガラス組成
物に関する。
媒、酸素、或いは微生物の担体、クロマトグラフィー用
の充填剤などに用いられる多孔性ガラス体用ガラス組成
物に関する。
既に1930年代にNa2O-B2O3-SiO2系ガラスの分相現象を利
用してこのような多孔性ガラスが開発され、熱処理ある
いは溶出工程に関する技術は公知となっている。Na2O-B
2O3-SiO2系ガラスの他にも、多孔性ガラスの母体ガラス
組成として例えば特開昭57-140334には、SiO2 52.8,B2O
3 17.60，Ａ２Ｏ３ 12.00,CaO 17.60各重量％の、ま
た、Ｇａｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｏｇｙ２１〔６〕，29
7-301(1980)にはSiO2 54.0,B2O3 10.0,Ａ２Ｏ３ 14.
0,CaO 17.5,MgO 4.5各重量％のようなＣａＯ−Ａ２Ｏ
３−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系ガラスが提案されている。
用してこのような多孔性ガラスが開発され、熱処理ある
いは溶出工程に関する技術は公知となっている。Na2O-B
2O3-SiO2系ガラスの他にも、多孔性ガラスの母体ガラス
組成として例えば特開昭57-140334には、SiO2 52.8,B2O
3 17.60，Ａ２Ｏ３ 12.00,CaO 17.60各重量％の、ま
た、Ｇａｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｏｇｙ２１〔６〕，29
7-301(1980)にはSiO2 54.0,B2O3 10.0,Ａ２Ｏ３ 14.
0,CaO 17.5,MgO 4.5各重量％のようなＣａＯ−Ａ２Ｏ
３−Ｂ２Ｏ３−ＳｉＯ２系ガラスが提案されている。
上記の如き従来技術においてガラス溶融工程、成形工程
および熱処理工程で、B2O3およびNa2Oが揮発し、これが
製造上ならびに特性上の大きな欠点の原因となると云う
重大な不都合が存在していた。特に熱処理工程では、厚
さ1000Å迄にもなるSiO2成分に富む変質層が成形体表面
に生成し、このため可溶相を酸で溶出する工程で、これ
らの変質層は可溶成分の溶出を妨害して酸処理に長時間
を要したり、割れの原因となる。また酸処理後にもこの
表面層が残り、この表面層をフッ酸で除去する必要があ
った。このため多孔性ガラスは非常に高価であった。
および熱処理工程で、B2O3およびNa2Oが揮発し、これが
製造上ならびに特性上の大きな欠点の原因となると云う
重大な不都合が存在していた。特に熱処理工程では、厚
さ1000Å迄にもなるSiO2成分に富む変質層が成形体表面
に生成し、このため可溶相を酸で溶出する工程で、これ
らの変質層は可溶成分の溶出を妨害して酸処理に長時間
を要したり、割れの原因となる。また酸処理後にもこの
表面層が残り、この表面層をフッ酸で除去する必要があ
った。このため多孔性ガラスは非常に高価であった。
本発明は上述のような不都合を解決することを目的とす
るものである。
るものである。
本発明の要旨は、重量パーセントで表示して本質的に下
記組成 SiO2 43〜65％ B2O3 ０〜 ８〃 Ａ２Ｏ３ ５〜18〃 MgO ０〜10〃 CaO 10〜30％ SrO,ZnO,BaOの合計 ０〜５％ 二価金属酸化物の合計 15〜30％ Li2O ０〜 １％ Na2O ０〜 ３％ K2O ２〜15％ アルカリ金属酸化物の合計 ２〜15％ からなることを特徴とする多孔体用ガラス組成物であ
る。
記組成 SiO2 43〜65％ B2O3 ０〜 ８〃 Ａ２Ｏ３ ５〜18〃 MgO ０〜10〃 CaO 10〜30％ SrO,ZnO,BaOの合計 ０〜５％ 二価金属酸化物の合計 15〜30％ Li2O ０〜 １％ Na2O ０〜 ３％ K2O ２〜15％ アルカリ金属酸化物の合計 ２〜15％ からなることを特徴とする多孔体用ガラス組成物であ
る。
上記ガラス組成物からなる所定形状のガラス体を600〜9
00℃の温度で熱処理し、必要に応じて粉砕など加工した
後に次いで塩酸、硝酸等の鉱酸の水溶液に適当な時間浸
漬して可溶性成分を溶出せしめてビーズ、パイプ、板、
棒、繊維、中空繊維、フレーク等の多孔体が得られる。
00℃の温度で熱処理し、必要に応じて粉砕など加工した
後に次いで塩酸、硝酸等の鉱酸の水溶液に適当な時間浸
漬して可溶性成分を溶出せしめてビーズ、パイプ、板、
棒、繊維、中空繊維、フレーク等の多孔体が得られる。
本発明の組成限定理由は次の通りである。SiO2が４３％
未満ではガラスの分相が困難であり、６５％を越えると
溶融が困難となり、また得られるガラスにクラックが生
じやすい。B2O3が８％をこえると得られるガラスに酸処
理時にクラックが生じやすくなると共に、溶融、成形お
よび熱処理時にガラス成形体表面にSiO2成分に富む変質
層を生じるという不都合を生じる。B2O3は可溶相の溶出
を促進するために好ましくは２〜４％存在する方が望ま
しい。Ａ２Ｏ３が５％未満ではガラスの分相が困難に
なると同時に熱処理による軟化変形が大きくなり１８％
を越えると溶融が困難となる。MgOはガラスの成形性或
いは失透性を改善するために１０％以下の範囲で含まれ
ても良い。CaOは１０％未満ではガラスの分相が困難と
なり、３０％を越えるとガラスの失透温度が高くなるた
めに成形が困難となる。SrO,ZnO或いはBaOはそれらの合
計が５％を越えない範囲で含まれていても良い。そして
これらの２価金属酸化物(MgO,CaO,SrO,ZnO,BaO)の合計
が１５％未満ではガラスの分相が困難であり、３０％を
越えると成形が困難となる。Li2Oは必ずしも必要でない
が分相を促進し熱処理時間を短縮する効果があるので１
％までの範囲で含まれることが望ましい。Na2Oも必ずし
も必要ではないが、ガラスの溶融を容易にするために３
％以下の範囲で含まれても良いが、３％をこえると熱処
理による軟化変形が大きくなって好ましくない。K2Oは
２％未満ではガラスの分相が困難であり、１５％を越え
ると分相が困難になると共に熱処理時での軟化変形が大
きくなる。アルカリ金属酸化物の合計が２％未満ではガ
ラスの溶融、分相が困難であり、１５％を越えるとガラ
スの分相が困難になると共に、熱処理時でのガラスの軟
化変形が大きくなるので好ましくない。
未満ではガラスの分相が困難であり、６５％を越えると
溶融が困難となり、また得られるガラスにクラックが生
じやすい。B2O3が８％をこえると得られるガラスに酸処
理時にクラックが生じやすくなると共に、溶融、成形お
よび熱処理時にガラス成形体表面にSiO2成分に富む変質
層を生じるという不都合を生じる。B2O3は可溶相の溶出
を促進するために好ましくは２〜４％存在する方が望ま
しい。Ａ２Ｏ３が５％未満ではガラスの分相が困難に
なると同時に熱処理による軟化変形が大きくなり１８％
を越えると溶融が困難となる。MgOはガラスの成形性或
いは失透性を改善するために１０％以下の範囲で含まれ
ても良い。CaOは１０％未満ではガラスの分相が困難と
なり、３０％を越えるとガラスの失透温度が高くなるた
めに成形が困難となる。SrO,ZnO或いはBaOはそれらの合
計が５％を越えない範囲で含まれていても良い。そして
これらの２価金属酸化物(MgO,CaO,SrO,ZnO,BaO)の合計
が１５％未満ではガラスの分相が困難であり、３０％を
越えると成形が困難となる。Li2Oは必ずしも必要でない
が分相を促進し熱処理時間を短縮する効果があるので１
％までの範囲で含まれることが望ましい。Na2Oも必ずし
も必要ではないが、ガラスの溶融を容易にするために３
％以下の範囲で含まれても良いが、３％をこえると熱処
理による軟化変形が大きくなって好ましくない。K2Oは
２％未満ではガラスの分相が困難であり、１５％を越え
ると分相が困難になると共に熱処理時での軟化変形が大
きくなる。アルカリ金属酸化物の合計が２％未満ではガ
ラスの溶融、分相が困難であり、１５％を越えるとガラ
スの分相が困難になると共に、熱処理時でのガラスの軟
化変形が大きくなるので好ましくない。
次に本発明を実施例について説明する。第１表および第
２表の組成（重量％）を有する１２種の硝子を溶融して
ステンレス鉄板上に流しだし放冷した。この放冷ガラス
を適当な大きさに割ってガラスの小片となし、熱処理を
した。処理温度、処理時間は第１表に記載の通りであ
る。熱処理したガラス試料を乳鉢にて粉砕し、目開きが
125μｍと250μｍのフルイで分級して、粒径が125〜250
μｍのガラス粉を製造した。このガラス粉３ｇを200ｍ
の2NのＨＣ溶液中で75℃、20時間リーチングをして
可溶相を溶出させた後、濾過した。ガラス粉を水洗後、
常温の0.5ＮのNaOH溶液200ｍで２時間処理した。処理
したガラス粉を水洗した後、常温の2N・ＨＣ溶液200
ｍ中に入れて２時間処理した。処理後水洗し、水洗液
が中性になる迄水洗をくり返し、120℃の乾燥器で水分
を蒸発させて多孔質ガラス試料を得た。多孔質ガラス試
料は、窒素吸着によるBET法で比表面積を測定し、水銀
圧入法によって細孔容積と細孔半径を測定した。結果は
第１表および第２表に示す通りである。
２表の組成（重量％）を有する１２種の硝子を溶融して
ステンレス鉄板上に流しだし放冷した。この放冷ガラス
を適当な大きさに割ってガラスの小片となし、熱処理を
した。処理温度、処理時間は第１表に記載の通りであ
る。熱処理したガラス試料を乳鉢にて粉砕し、目開きが
125μｍと250μｍのフルイで分級して、粒径が125〜250
μｍのガラス粉を製造した。このガラス粉３ｇを200ｍ
の2NのＨＣ溶液中で75℃、20時間リーチングをして
可溶相を溶出させた後、濾過した。ガラス粉を水洗後、
常温の0.5ＮのNaOH溶液200ｍで２時間処理した。処理
したガラス粉を水洗した後、常温の2N・ＨＣ溶液200
ｍ中に入れて２時間処理した。処理後水洗し、水洗液
が中性になる迄水洗をくり返し、120℃の乾燥器で水分
を蒸発させて多孔質ガラス試料を得た。多孔質ガラス試
料は、窒素吸着によるBET法で比表面積を測定し、水銀
圧入法によって細孔容積と細孔半径を測定した。結果は
第１表および第２表に示す通りである。
尚比較例としてK2Oの含有されていないガラス組成物を
第一表に示したが、このガラスは800℃20時間の熱処理
で分相せず、従って多孔性ガラスにはなり得なかった。
又NO.10のガラスは熱処理時間が１時間であり、短時間
で分相することを示しているが、分相させるのに必要な
熱処理時間が短かいことは、常にNO.10のみならず、本
発明にかかわるガラス組成物全体について云えることで
ある。例えばNO.２のガラスは本実施例の如くステンレ
ス板に溶融ガラスを放冷して冷却した後熱処理をしなく
ても、電子顕微鏡により明らかに分相が認められた。
第一表に示したが、このガラスは800℃20時間の熱処理
で分相せず、従って多孔性ガラスにはなり得なかった。
又NO.10のガラスは熱処理時間が１時間であり、短時間
で分相することを示しているが、分相させるのに必要な
熱処理時間が短かいことは、常にNO.10のみならず、本
発明にかかわるガラス組成物全体について云えることで
ある。例えばNO.２のガラスは本実施例の如くステンレ
ス板に溶融ガラスを放冷して冷却した後熱処理をしなく
ても、電子顕微鏡により明らかに分相が認められた。
実施例からわかるように、従来の多孔性ガラスはB2O3を
20％以上含有しており、既述の如き不都合があったが、
本発明にかかわるガラス組成物はB2O3が８％以下と少な
いのでB2O3の揮発による影響が小さく、更に分相のため
の熱処理時間が短かく、このため多孔性ガラスの生産コ
ストの大巾な低減が可能となった。
20％以上含有しており、既述の如き不都合があったが、
本発明にかかわるガラス組成物はB2O3が８％以下と少な
いのでB2O3の揮発による影響が小さく、更に分相のため
の熱処理時間が短かく、このため多孔性ガラスの生産コ
ストの大巾な低減が可能となった。
更に、本発明にかかわるガラス組成物は、分相のための
熱処理時のガラス粘性が高く、成形体の熱処理中の軟化
変形が小さいことである。このため、特に1000Å以上の
大きい細孔径を有する多孔体では、従来技術では高温、
長時間の熱処理を必要とし、その結果生じる成形体の熱
変形が問題となっていたが、本発明にかかわるガラス組
成物はその点の不都合を有していない。
熱処理時のガラス粘性が高く、成形体の熱処理中の軟化
変形が小さいことである。このため、特に1000Å以上の
大きい細孔径を有する多孔体では、従来技術では高温、
長時間の熱処理を必要とし、その結果生じる成形体の熱
変形が問題となっていたが、本発明にかかわるガラス組
成物はその点の不都合を有していない。
Claims (1)
- 【請求項１】重量パーセントで表示して、本質的に SiO2 43〜65％ B2O3 ０〜 ８％ Ａ２Ｏ３ ５〜18％ MgO ０〜10％ CaO 10〜30％ SrO,ZnO,BaOの合計 ０〜５％ 二価金属酸化物の合計 15〜30％ Li2O ０〜 １％ Na2O ０〜 ３％ K2O ２〜15％ アルカリ金属酸化物の合計 ２〜15％ からなることを特徴とする多孔体用ガラス組成物。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1070786A JPH0639336B2 (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | 多孔体用ガラス組成物 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1070786A JPH0639336B2 (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | 多孔体用ガラス組成物 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62167239A JPS62167239A (ja) | 1987-07-23 |
| JPH0639336B2 true JPH0639336B2 (ja) | 1994-05-25 |
Family
ID=11757771
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1070786A Expired - Lifetime JPH0639336B2 (ja) | 1986-01-21 | 1986-01-21 | 多孔体用ガラス組成物 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0639336B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62207741A (ja) * | 1986-03-06 | 1987-09-12 | Ise Kagaku Kogyo Kk | 多孔質硝子用組成物並びにクロマトグラフ用多孔質体の製造法 |
| JP4041892B2 (ja) * | 2003-10-03 | 2008-02-06 | 独立行政法人物質・材料研究機構 | 多孔質ガラス微小粒子およびその製造方法 |
| CN110395911B (zh) * | 2019-09-06 | 2022-02-08 | 安徽凯盛基础材料科技有限公司 | 一种超低介电多孔玻璃球形填料及其制备方法 |
-
1986
- 1986-01-21 JP JP1070786A patent/JPH0639336B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62167239A (ja) | 1987-07-23 |
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