JPH069660B2 - 金属アルコキシドのゾルーゲル法触媒およびそれを用いたゾルーゲル法 - Google Patents
金属アルコキシドのゾルーゲル法触媒およびそれを用いたゾルーゲル法Info
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- JPH069660B2 JPH069660B2 JP62276748A JP27674887A JPH069660B2 JP H069660 B2 JPH069660 B2 JP H069660B2 JP 62276748 A JP62276748 A JP 62276748A JP 27674887 A JP27674887 A JP 27674887A JP H069660 B2 JPH069660 B2 JP H069660B2
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- 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
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- C03C1/006—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels to produce glass through wet route
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Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は，常温，中性条件下にて，短時間でゲル化がな
され，かつクラックの入らないドライゲルを形成し得る
金属アルコキシドのゾル−ゲル法触媒，およびそれを用
いたゾル−ゲル法に関する。
され，かつクラックの入らないドライゲルを形成し得る
金属アルコキシドのゾル−ゲル法触媒，およびそれを用
いたゾル−ゲル法に関する。
（従来の技術） 近年，金属アルコキシドを用いたガラスの合成法（ゾル
−ゲル法）が注目されている。この方法では，金属アル
コキシドを加水分解するとともに重縮合させて，高分子
化が達成される。ゾル−ゲル法は，金属アルコキシドの
アルコール溶液に，一定量の水と鉱酸，有機酸，無機塩
基（例えば，NaOH，KOH），アンモニアなどの触媒を加
えて，常温〜80℃の範囲で行われる。金属アルコキシド
の加水分解反応と重縮合反応とが同時に起こる。この方
法では，比較的低温にてガラスが得られるため，価格が
低減されるうえに，金属，プラスチックなどとの複合材
料の調製にも用いられる。
−ゲル法）が注目されている。この方法では，金属アル
コキシドを加水分解するとともに重縮合させて，高分子
化が達成される。ゾル−ゲル法は，金属アルコキシドの
アルコール溶液に，一定量の水と鉱酸，有機酸，無機塩
基（例えば，NaOH，KOH），アンモニアなどの触媒を加
えて，常温〜80℃の範囲で行われる。金属アルコキシド
の加水分解反応と重縮合反応とが同時に起こる。この方
法では，比較的低温にてガラスが得られるため，価格が
低減されるうえに，金属，プラスチックなどとの複合材
料の調製にも用いられる。
このゾル−ゲル法では当初，鉱酸，有機酸，無機塩基，
アンモニアなどの１種のみを触媒として使用する方法が
採用されていた。このような単一の触媒を用いる系で
は，ゲル化に24〜 700時間という長時間を必要とする。
さらに，ゲル化の途中において溶媒として使用するアル
コールや水が揮発するなどの原因により，加水分解され
たアルコキシドの重合度が一定しない。部分的に重合度
が異なる結果，得られるドライゲル（ガラス）にクラッ
クが生じやすい。
アンモニアなどの１種のみを触媒として使用する方法が
採用されていた。このような単一の触媒を用いる系で
は，ゲル化に24〜 700時間という長時間を必要とする。
さらに，ゲル化の途中において溶媒として使用するアル
コールや水が揮発するなどの原因により，加水分解され
たアルコキシドの重合度が一定しない。部分的に重合度
が異なる結果，得られるドライゲル（ガラス）にクラッ
クが生じやすい。
ゾル−ゲル法により短時間で品質の優れたガラスを製造
するために，いくつかの試みがなされている。例えば，
特開昭60-27611号公報には，シリカアルコキシドの水溶
液に酸を加えて加水分解し，該分解反応が完了後に塩基
を加えてpHを５〜６に調整してゲルを調製する方法が開
示されている。特開昭 60-215532号公報には，金属アル
コキシドを酸およびアルカリを用いてそれぞれ加水分解
しておき，加水分解後にこれらを混合してゲルを得る方
法が開示されている。特開昭 57-7814号公報には，金属
アルコキシドを少量の水−アルコール混合液に溶解させ
た溶液に酸を触媒として添加し，還流させつつ水−アル
コール混合液を加え，最後に塩基を加えてゲル化させる
方法が開示されている。これらの方法を採用すると比較
的短時間（数十分〜数時間）でゲル化が完了する。しか
し，得られるゲルは必ずしも均一ではなく，ゲルを乾燥
するとクラックが生じやすい。これに対して特開昭 59-
116135号公報には，金属アルコキシドを加水分解して超
微粒子を含むゾルをあらかじめ調製しておき，これを金
属アルコキシド溶液に添加し，常法により加水分解およ
び高分子化を行う方法が開示されている。この方法によ
れば，比較的クラックが生じにくいがなお不充分であ
り，実質的に均質なゲルを得ることができない。
するために，いくつかの試みがなされている。例えば，
特開昭60-27611号公報には，シリカアルコキシドの水溶
液に酸を加えて加水分解し，該分解反応が完了後に塩基
を加えてpHを５〜６に調整してゲルを調製する方法が開
示されている。特開昭 60-215532号公報には，金属アル
コキシドを酸およびアルカリを用いてそれぞれ加水分解
しておき，加水分解後にこれらを混合してゲルを得る方
法が開示されている。特開昭 57-7814号公報には，金属
アルコキシドを少量の水−アルコール混合液に溶解させ
た溶液に酸を触媒として添加し，還流させつつ水−アル
コール混合液を加え，最後に塩基を加えてゲル化させる
方法が開示されている。これらの方法を採用すると比較
的短時間（数十分〜数時間）でゲル化が完了する。しか
し，得られるゲルは必ずしも均一ではなく，ゲルを乾燥
するとクラックが生じやすい。これに対して特開昭 59-
116135号公報には，金属アルコキシドを加水分解して超
微粒子を含むゾルをあらかじめ調製しておき，これを金
属アルコキシド溶液に添加し，常法により加水分解およ
び高分子化を行う方法が開示されている。この方法によ
れば，比較的クラックが生じにくいがなお不充分であ
り，実質的に均質なゲルを得ることができない。
（発明が解決しようとする問題点） 本発明は上記従来の問題点を解決するものであり，その
目的とするところは，金属アルコキシドのゾル−ゲル法
において，短時間で均質な所望の品質のウェットゲルを
調製することが可能であり，該ウェッドゲルを乾燥する
ときにクラックを生じることのないゾル−ゲル法触媒お
よびそれを用いたゾル−ゲル法を提供することにある。
目的とするところは，金属アルコキシドのゾル−ゲル法
において，短時間で均質な所望の品質のウェットゲルを
調製することが可能であり，該ウェッドゲルを乾燥する
ときにクラックを生じることのないゾル−ゲル法触媒お
よびそれを用いたゾル−ゲル法を提供することにある。
（問題点を解決するための手段） 発明者らは，金属アルコキシドのゾル−ゲル法におい
て，従来公知の酸触媒（鉱酸またはその無水物）に加え
て，特定の第三アミンを触媒として採用することによ
り，ゲル化時間が著しく短縮され得，しかもそのゲル化
時間を任意に調整し得ることを見出した。しかもこのよ
うな触媒を採用すれば均質なゲルを生じるため，ゲルの
乾燥によりクラックを生じることがない。このような発
明者らの知見にもとづき，本発明が完成された。
て，従来公知の酸触媒（鉱酸またはその無水物）に加え
て，特定の第三アミンを触媒として採用することによ
り，ゲル化時間が著しく短縮され得，しかもそのゲル化
時間を任意に調整し得ることを見出した。しかもこのよ
うな触媒を採用すれば均質なゲルを生じるため，ゲルの
乾燥によりクラックを生じることがない。このような発
明者らの知見にもとづき，本発明が完成された。
本発明の金属アルコキシドのゾル−ゲル法触媒は，鉱酸
またはその無水物と有機塩基とを含み，該有機塩基は
Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミンであり，そのことによ
り上記目的が達成される。
またはその無水物と有機塩基とを含み，該有機塩基は
Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミンであり，そのことによ
り上記目的が達成される。
本発明のゾル−ゲル法は，金属アルコキシドを触媒を用
いて加水分解するとともに重縮合させて，高分子化する
ことを包含するゾル−ゲル法であって，該触媒として鉱
酸またはその無水物と有機塩基とを用い，該有機塩基が
Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミンであり，そのことによ
り上記目的が達成される。
いて加水分解するとともに重縮合させて，高分子化する
ことを包含するゾル−ゲル法であって，該触媒として鉱
酸またはその無水物と有機塩基とを用い，該有機塩基が
Ｎ，Ｎ−ジメチルベンジルアミンであり，そのことによ
り上記目的が達成される。
本発明に用いられる金属アルコキシドとしては，例え
ば，Si(OC2H5)4，Al(O-iso-C3H7)3，Ti(O-iso-C3H7)4，
Zr(O-t-C4H9)4，Zr(O-n-C4H9)4，Ca(O-C2H5)2，Fe(OC2H
5)3，V(O-iso-C3H7)4，Sn(O-t-C4H9)4，Li(OC2H5)，Be
(OC2H5)2，B(OC2H5)3，P(OC2H5)3およびP(OCH3)3があ
る。
ば，Si(OC2H5)4，Al(O-iso-C3H7)3，Ti(O-iso-C3H7)4，
Zr(O-t-C4H9)4，Zr(O-n-C4H9)4，Ca(O-C2H5)2，Fe(OC2H
5)3，V(O-iso-C3H7)4，Sn(O-t-C4H9)4，Li(OC2H5)，Be
(OC2H5)2，B(OC2H5)3，P(OC2H5)3およびP(OCH3)3があ
る。
触媒に用いられる鉱酸としては塩酸，硫酸，硝酸などが
用いられる。鉱酸の無水物，例えば塩化水素ガスも同様
の効果が得られる。この他に有機酸やその無水物も利用
され得る。それには，例えば，無水フタル酸，無水マレ
イン酸，無水ドデシルコハク酸，無水ヘキサヒドロフタ
ル酸，無水メチルナジック酸，無水ピロメリット酸，無
水ベンゾフェノンテトラカルボン酸，無水ジクロルコハ
ク酸および無水クロレンディック酸がある。これらの酸
は金属アルコキシド１モルに対し0.01モル以上，好まし
くは0.01〜 0.5モルの範囲で用いられる。過少であると
金属アルコキシドの加水分解がほとんど進行しない。
用いられる。鉱酸の無水物，例えば塩化水素ガスも同様
の効果が得られる。この他に有機酸やその無水物も利用
され得る。それには，例えば，無水フタル酸，無水マレ
イン酸，無水ドデシルコハク酸，無水ヘキサヒドロフタ
ル酸，無水メチルナジック酸，無水ピロメリット酸，無
水ベンゾフェノンテトラカルボン酸，無水ジクロルコハ
ク酸および無水クロレンディック酸がある。これらの酸
は金属アルコキシド１モルに対し0.01モル以上，好まし
くは0.01〜 0.5モルの範囲で用いられる。過少であると
金属アルコキシドの加水分解がほとんど進行しない。
触媒として用いられる塩基は有機塩基であり，しかも水
に実質的に不溶でありかつ有機溶媒に可溶な第三アミン
である。そのような第三アミンとしては，N,N−ジメチ
ルベンジルアミン，トリブチルアミン，トリ−ｎ−プロ
ピルアミン，トリペンチルアミン，トリプロパルギルア
ミン，N,N,N−トリメチルエチレンジアミン，トリ−ｎ
−ヘキシルアミンなどが挙げられる。本発明では、N,N-
ジメチルベンジルアミンが用いられる。第三アミンは，
上記酸と等モル量もしくはそれを越える量，好ましくは
金属アルコキシド１モルに対し0.01〜0.06モルの割合で
用いられる。第三アミンの使用量はその解離度に応じて
上記範囲内で適宜決められる。第三アミンの量が過少で
あると金属アルコキシドの加水分解後の重縮合反応が極
めて遅くなる。
に実質的に不溶でありかつ有機溶媒に可溶な第三アミン
である。そのような第三アミンとしては，N,N−ジメチ
ルベンジルアミン，トリブチルアミン，トリ−ｎ−プロ
ピルアミン，トリペンチルアミン，トリプロパルギルア
ミン，N,N,N−トリメチルエチレンジアミン，トリ−ｎ
−ヘキシルアミンなどが挙げられる。本発明では、N,N-
ジメチルベンジルアミンが用いられる。第三アミンは，
上記酸と等モル量もしくはそれを越える量，好ましくは
金属アルコキシド１モルに対し0.01〜0.06モルの割合で
用いられる。第三アミンの使用量はその解離度に応じて
上記範囲内で適宜決められる。第三アミンの量が過少で
あると金属アルコキシドの加水分解後の重縮合反応が極
めて遅くなる。
ゾル−ゲル法を行うときに用いられる溶媒としては，加
水分解に用いられる水の他，有機溶媒が用いられる。有
機溶媒としては，水と混合しうる溶媒，もしくは水に一
部溶解しうる溶媒が用いられる。それには例えば，メタ
ノール，エタノール，ブタノール，プロパノール，ペン
タノール，ヘキサノール，アセトン，メチルエチルケト
ン，ホルムアミドがある。ゾル−ゲル法を行うときには
各種添加剤も使用され得る。添加剤としては，ハロゲン
化銀，チタン酸バリウム，遷移金属，カルコゲン元素な
どがある。各種モノマー，ポリマー，ビスフェノール
Ａ，エピクロルヒドリン，カップリング剤などを加えれ
ば，有機質と無機質の複合材料が調製される。香料エッ
センスや染料，顔料を加えると，芳香性ゲルや着色ゲル
の調製が可能となる。
水分解に用いられる水の他，有機溶媒が用いられる。有
機溶媒としては，水と混合しうる溶媒，もしくは水に一
部溶解しうる溶媒が用いられる。それには例えば，メタ
ノール，エタノール，ブタノール，プロパノール，ペン
タノール，ヘキサノール，アセトン，メチルエチルケト
ン，ホルムアミドがある。ゾル−ゲル法を行うときには
各種添加剤も使用され得る。添加剤としては，ハロゲン
化銀，チタン酸バリウム，遷移金属，カルコゲン元素な
どがある。各種モノマー，ポリマー，ビスフェノール
Ａ，エピクロルヒドリン，カップリング剤などを加えれ
ば，有機質と無機質の複合材料が調製される。香料エッ
センスや染料，顔料を加えると，芳香性ゲルや着色ゲル
の調製が可能となる。
これらゾル−ゲル法触媒を用いて，例えば，次のように
して金属アルコキシドのゾル−ゲル法が行われる。
して金属アルコキシドのゾル−ゲル法が行われる。
まず，金属アルコキシドをアルコールなどの上記有機溶
媒に溶解する。これに一定量の水と上記ゾル−ゲル法触
媒のうち鉱酸（もしくはその無水物）を加え，常温〜80
℃に加熱する。これにより実質的に加水分解が完了す
る。さらにこの反応液に本発明のゾル−ゲル法触媒のう
ちの第三アミンが加えられる。第三アミンが加えられる
と短時間のうちに重縮合反応が進行しゲル化が完了す
る。ゲル化時間は，使用する水の量およびゾル−ゲル法
触媒の量に依存する。通常，第三アミンの添加により鉱
酸が中和されpH７に達した時点から２秒〜数十分の範囲
でゲル化時間を調整することが可能である。
媒に溶解する。これに一定量の水と上記ゾル−ゲル法触
媒のうち鉱酸（もしくはその無水物）を加え，常温〜80
℃に加熱する。これにより実質的に加水分解が完了す
る。さらにこの反応液に本発明のゾル−ゲル法触媒のう
ちの第三アミンが加えられる。第三アミンが加えられる
と短時間のうちに重縮合反応が進行しゲル化が完了す
る。ゲル化時間は，使用する水の量およびゾル−ゲル法
触媒の量に依存する。通常，第三アミンの添加により鉱
酸が中和されpH７に達した時点から２秒〜数十分の範囲
でゲル化時間を調整することが可能である。
本発明方法では，反応に用いるゾル−ゲル法触媒の量は
上記のように少量で足りる。従って，反応系はほぼ中性
に保たれる。
上記のように少量で足りる。従って，反応系はほぼ中性
に保たれる。
本発明のゾル−ゲル法触媒を用いたアルキルシリケート
の加水分解反応および重縮合反応を以下の通りと考えら
れる。まず，鉱酸によりアルキルシリケートの加水分解
反応が進行する。
の加水分解反応および重縮合反応を以下の通りと考えら
れる。まず，鉱酸によりアルキルシリケートの加水分解
反応が進行する。
これに第三アミンが加えられると次の反応が進行する。
(RO)3−Si−OH＋R3N→ (RO)3−Si−O-＋R3N+H （II） (RO)3−Si−OH＋R3N+H→ (RO)3−Si+＋R3N＋H2O （III） II）および（III）式で生じる(RO)3−Si−O-および(R
O)3−Si+は重縮合し，最終的には無機高分子化合物： もしくはその類似体が得られる。理論的には線状高分子
ができるためには金属アルコキシド１モルに対して水は
１モルであるが高分子間のクロスリンキングした架橋高
分子ができるためには水２モル以上が必要なことは公知
の事実である。
O)3−Si+は重縮合し，最終的には無機高分子化合物： もしくはその類似体が得られる。理論的には線状高分子
ができるためには金属アルコキシド１モルに対して水は
１モルであるが高分子間のクロスリンキングした架橋高
分子ができるためには水２モル以上が必要なことは公知
の事実である。
上記反応のうち（Ｉ）の金属アルコキシドの加水分解反
応は最近の発明者らの実験結果からSN2反応であると考
えられる。この反応の右向きの反応を進行させるには，
反応の結果生じるアルコール(ROH) を反応系から排除
してその濃度を低下させること；または，生じる (R
O)3−Si−OHの水酸基もしくは水素を引き抜き，重合反
応を進行させること；が重要である。本発明においては
第３アミンが（Ｉ）式の化合物に作用し，（II）および
（III）式で示されるように(RO)3−Si−O-および(RO)3
−Si+が生じ，これが連鎖的に重縮合して（IV）の高分
子化合物を速やかに生じる。
応は最近の発明者らの実験結果からSN2反応であると考
えられる。この反応の右向きの反応を進行させるには，
反応の結果生じるアルコール(ROH) を反応系から排除
してその濃度を低下させること；または，生じる (R
O)3−Si−OHの水酸基もしくは水素を引き抜き，重合反
応を進行させること；が重要である。本発明においては
第３アミンが（Ｉ）式の化合物に作用し，（II）および
（III）式で示されるように(RO)3−Si−O-および(RO)3
−Si+が生じ，これが連鎖的に重縮合して（IV）の高分
子化合物を速やかに生じる。
ここで第三アミンの代わりに他の無機塩基，あるいは他
のアミン類を用いても同様に反応は進行すると考えられ
る。しかし，これら他の塩基はほとんど水溶性の性質を
有する。これら水溶性の塩基が上記反応液に添加される
と反応液中の鉱酸が一度に中和されるので，塩基が滴下
もしくは注入された部分の周辺で重縮合反応が高密度に
進行し，得られるゲルが不均一になる。特に上記水溶性
の塩基を水に溶解させて添加する場合にはこの傾向が強
く，ゲルが部分的に白濁したり，白濁した高密度の粒子
がゲル中に不均一に分散する。このようなゲルを乾燥す
るとクラックが生じやすい。
のアミン類を用いても同様に反応は進行すると考えられ
る。しかし，これら他の塩基はほとんど水溶性の性質を
有する。これら水溶性の塩基が上記反応液に添加される
と反応液中の鉱酸が一度に中和されるので，塩基が滴下
もしくは注入された部分の周辺で重縮合反応が高密度に
進行し，得られるゲルが不均一になる。特に上記水溶性
の塩基を水に溶解させて添加する場合にはこの傾向が強
く，ゲルが部分的に白濁したり，白濁した高密度の粒子
がゲル中に不均一に分散する。このようなゲルを乾燥す
るとクラックが生じやすい。
これに対して，本発明においては使用される塩基は，水
に実質的に不溶な第三アミンである。この第三アミンは
反応液中に均一に分散し，鉱酸の存在により部分的に水
に溶解して溶液が中和された後，加水分解された金属ア
ルコキシド水酸化物と反応して重縮合した高分子化合物
を形成する。その反応は極めて速やかではあるが，上記
水溶性の塩基を使用したときに比べると溶液中に均一に
分散した後，上記反応を行うため反応液全体で均質な高
分子化合物が形成される。本発明に使用する第三アミン
のうちでもN,N−ジメチルベンジルアミンが特に均一な
ゲルを形成し，高品質のガラス（ドライゲル）が調製さ
れる。
に実質的に不溶な第三アミンである。この第三アミンは
反応液中に均一に分散し，鉱酸の存在により部分的に水
に溶解して溶液が中和された後，加水分解された金属ア
ルコキシド水酸化物と反応して重縮合した高分子化合物
を形成する。その反応は極めて速やかではあるが，上記
水溶性の塩基を使用したときに比べると溶液中に均一に
分散した後，上記反応を行うため反応液全体で均質な高
分子化合物が形成される。本発明に使用する第三アミン
のうちでもN,N−ジメチルベンジルアミンが特に均一な
ゲルを形成し，高品質のガラス（ドライゲル）が調製さ
れる。
（実施例） 以下に本発明を実施例につき説明する。
実施例１ エチルシリケート(Si(OC2H5)4)26ｇをエタノール22mlに
溶解させた。この溶液に，該エチルシリケート１モルに
対して0.03モルの塩酸および16モルの水を加えて混合し
加水分解を行った。上記塩酸および水を加えた５秒後
に，N,N−ジメチルベンジルアミン0.06モルをエタノー
ル３ml中に予め溶解したものを一度に撹拌中の該混合液
中に投入した。３秒でゲル化が起こり無色透明の均質な
ゲルが生成した。このウェットゲルの表面硬化が直ちに
起こるので，ゲル化５分後にホルムアミドを注入しウェ
ットゲルから滲出するエタノールの蒸気圧を緩和しつつ
一時間自然放置した。さらに60℃の定温槽でエタノール
を放出させた。徐々に恒温槽の温度を上昇させ 150℃に
て６時間乾燥し，透明のドライゲルを得た。これをN2雰
囲気下で800℃〜1050℃で熱処理し，クラックの入らな
い比重約 2.1のシリカガラス塊を得た。
溶解させた。この溶液に，該エチルシリケート１モルに
対して0.03モルの塩酸および16モルの水を加えて混合し
加水分解を行った。上記塩酸および水を加えた５秒後
に，N,N−ジメチルベンジルアミン0.06モルをエタノー
ル３ml中に予め溶解したものを一度に撹拌中の該混合液
中に投入した。３秒でゲル化が起こり無色透明の均質な
ゲルが生成した。このウェットゲルの表面硬化が直ちに
起こるので，ゲル化５分後にホルムアミドを注入しウェ
ットゲルから滲出するエタノールの蒸気圧を緩和しつつ
一時間自然放置した。さらに60℃の定温槽でエタノール
を放出させた。徐々に恒温槽の温度を上昇させ 150℃に
て６時間乾燥し，透明のドライゲルを得た。これをN2雰
囲気下で800℃〜1050℃で熱処理し，クラックの入らな
い比重約 2.1のシリカガラス塊を得た。
実施例２ 水の量を10モルとしたこと以外は実施例１と同様であ
る。N,N−ジメチルベンジルアミンを添加後，５秒後に
ゲル化が起こった。実施例１と同質のシリカガラス塊が
得られた。
る。N,N−ジメチルベンジルアミンを添加後，５秒後に
ゲル化が起こった。実施例１と同質のシリカガラス塊が
得られた。
実施例３ 水の量を８モルとしたこと以外は実施例１と同様であ
る。N,N−ジメチルベンジルアミンを添加後，10秒後に
ゲル化が起こった。実施例１と同質のシリカガラス塊が
得られた。
る。N,N−ジメチルベンジルアミンを添加後，10秒後に
ゲル化が起こった。実施例１と同質のシリカガラス塊が
得られた。
実施例４ エチルシリケート(Si(OC2H5)4)26ｇグラムをエタノール
22mlに溶解させた。この溶液に該エチルシリケート１モ
ルに対して0.03モルの HCIおよび１モルの水を加えて混
合した。５秒後にN,N−ジメチルベンジルアミン0.06モ
ルを予めエタノール３mlに溶解したものを，撹拌中の上
記混合液に一度に加えた。これを撹拌しつつ60℃に加熱
すると１〜 1.5時間後に粘稠な溶液を得た。その粘度は
10ポアズ〜15ポアズであった。これにエタノール−ホル
ムアミド（50／50）混合液を５ml添加し，粘度を10ポア
ズ〜50ポアズ程度に調整し，ガラス棒にて粘稠な糸を引
き出した。これを空気中の水分にさらした後，弾性のあ
る繊維を連続的に回収した。これをN2ガス雰囲気下で焼
成(800〜1050℃)し，純度の高いシリカガラス繊維を得
た。
22mlに溶解させた。この溶液に該エチルシリケート１モ
ルに対して0.03モルの HCIおよび１モルの水を加えて混
合した。５秒後にN,N−ジメチルベンジルアミン0.06モ
ルを予めエタノール３mlに溶解したものを，撹拌中の上
記混合液に一度に加えた。これを撹拌しつつ60℃に加熱
すると１〜 1.5時間後に粘稠な溶液を得た。その粘度は
10ポアズ〜15ポアズであった。これにエタノール−ホル
ムアミド（50／50）混合液を５ml添加し，粘度を10ポア
ズ〜50ポアズ程度に調整し，ガラス棒にて粘稠な糸を引
き出した。これを空気中の水分にさらした後，弾性のあ
る繊維を連続的に回収した。これをN2ガス雰囲気下で焼
成(800〜1050℃)し，純度の高いシリカガラス繊維を得
た。
（発明の効果） 本発明によれば，このように，金属アルコキシドのゾル
−ゲル法におけるゲル化時間が著しく短縮される。従来
のようにゲル化に数百時間を要することはなく，数秒で
ゲル化が達成される。ゲル化時間の調整は，ゾル−ゲル
法触媒の量を変えることにより，数秒から数十分の範囲
で容易になされる。反応は中性付近で行われ，触媒量は
少量で足りる。得られるウェットゲルは均質であり，そ
のためこのウェットゲルを乾燥するときにクラックを生
じることがない。得られたゲルを焼成すれば，強固な無
機高分子化合物が構成される。金属アルコキシドに香料
エッセンスや染料，顔料を加えれば，芳香性ゲルや着色
ゲルが調製され得る。さらに，金属アルコキシドのゲル
化を，有機質モノマーの重合と同時に行えば，無機質と
有機質とが分子スケールで結合した複合材料が得られ
る。
−ゲル法におけるゲル化時間が著しく短縮される。従来
のようにゲル化に数百時間を要することはなく，数秒で
ゲル化が達成される。ゲル化時間の調整は，ゾル−ゲル
法触媒の量を変えることにより，数秒から数十分の範囲
で容易になされる。反応は中性付近で行われ，触媒量は
少量で足りる。得られるウェットゲルは均質であり，そ
のためこのウェットゲルを乾燥するときにクラックを生
じることがない。得られたゲルを焼成すれば，強固な無
機高分子化合物が構成される。金属アルコキシドに香料
エッセンスや染料，顔料を加えれば，芳香性ゲルや着色
ゲルが調製され得る。さらに，金属アルコキシドのゲル
化を，有機質モノマーの重合と同時に行えば，無機質と
有機質とが分子スケールで結合した複合材料が得られ
る。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 俊之 大阪府大阪市此花区酉島６丁目19番地９号 大阪瓦斯株式会社総合研究所内 (56)参考文献 特開 昭57−7814（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−91024（ＪＰ，Ａ)
Claims (4)
- 【請求項１】鉱酸またはその無水物と有機塩基とを含
み，該有機塩基がN,N−ジメチルベンジルアミンであ
る，金属アルコキシドのゾル−ゲル法触媒。 - 【請求項２】前記金属アルコキシドが，Si(OC2H5)4，Al
(O-iso-C3H7)3,Ti(O-iso-C3H7)4，Zr(O-t-C4H9)4，Zr(O
-n-C4H9)4，Ca(O-C2H5)2，Fe(OC2H5)3，V(O-iso-C
3H7)4，Sn(O-t-C4H9)4，Li(OC2H5)，Be(O-C2H5)2，B(OC
2H5)3，P(OC2H5)3およびP(OCH3)3でなる群から選択され
る少なくとも一種である特許請求の範囲第１項に記載の
触媒。 - 【請求項３】金属アルコキシドを触媒を用いて加水分解
するとともに重縮合させて，高分子化することを包含す
るゾル−ゲル法であって， 該触媒として鉱酸またはその無水物と有機塩基とを用
い， 該有機塩基がN,N−ジメチルベンジルアミンである， ゾル−ゲル法。 - 【請求項４】前記金属アルコキシドが，Si(OC2H5)4，Al
(O-iso-C3H7)3，Ti(O-iso-C3H7)4,Zr(O-t-C4H9)4,Zr(O-
n-C4H9)4，Ca(O-C2H5)2，Fe(OC2H5)3，V(O-iso-C
3H7)4，Sn(O-t-C4H9)4，Li(OC2H5)，Be(O-C2H5)2，B(OC
2H5)3，P(OC2H5)3およびP(OCH3)3でなる群から選択され
る少なくとも一種である特許請求の範囲第３項に記載の
ゾル−ゲル法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP25929386 | 1986-10-30 | ||
| JP61-259293 | 1986-10-30 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63229146A JPS63229146A (ja) | 1988-09-26 |
| JPH069660B2 true JPH069660B2 (ja) | 1994-02-09 |
Family
ID=17332066
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62276748A Expired - Fee Related JPH069660B2 (ja) | 1986-10-30 | 1987-10-30 | 金属アルコキシドのゾルーゲル法触媒およびそれを用いたゾルーゲル法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH069660B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4998542A (en) * | 1989-02-23 | 1991-03-12 | Philip Morris Incorporated | Wrapper for smoking articles and method for preparing same |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4301034A (en) * | 1980-05-21 | 1981-11-17 | Phillips Petroleum Company | Silica from single phase controlled hydrolysis of silicate ester |
| JPS6191024A (ja) * | 1984-10-05 | 1986-05-09 | Seiko Epson Corp | 円筒状シリカ系ガラスの製造方法 |
-
1987
- 1987-10-30 JP JP62276748A patent/JPH069660B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63229146A (ja) | 1988-09-26 |
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