JPH07490B2 - 硼珪酸亜鉛ガラス粉末の製造方法 - Google Patents
硼珪酸亜鉛ガラス粉末の製造方法Info
- Publication number
- JPH07490B2 JPH07490B2 JP11424287A JP11424287A JPH07490B2 JP H07490 B2 JPH07490 B2 JP H07490B2 JP 11424287 A JP11424287 A JP 11424287A JP 11424287 A JP11424287 A JP 11424287A JP H07490 B2 JPH07490 B2 JP H07490B2
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- JP
- Japan
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- alkoxide
- zinc
- glass powder
- borosilicate glass
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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
- 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
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、例えば磁気ヘッド、ソレノイド、コンデン
サ、抵抗体等の電気、電子部品や半導体の封止材料、被
覆材料などに用いられる硼珪酸亜鉛ガラスの合成方法に
関する。
サ、抵抗体等の電気、電子部品や半導体の封止材料、被
覆材料などに用いられる硼珪酸亜鉛ガラスの合成方法に
関する。
従来の技術 従来このようなガラスの粉末は、各成分の酸化物や塩類
を混合して溶融し、次いで冷却固化させこれを粉砕する
方法により製造されている。しかしこの方法では原料を
溶融させる工程で通常1200℃以上の高温に加熱すること
が必要であり、又得られたガラスを粉砕するのに多くの
時間とエネルギーを要し、不純物も混入し易い等の問題
があった。
を混合して溶融し、次いで冷却固化させこれを粉砕する
方法により製造されている。しかしこの方法では原料を
溶融させる工程で通常1200℃以上の高温に加熱すること
が必要であり、又得られたガラスを粉砕するのに多くの
時間とエネルギーを要し、不純物も混入し易い等の問題
があった。
一方、金属アルコキシドを原料とし、これを加水分解し
てセラミックやガラスを製造する技術が知られている。
この方法は、溶融法に比べて低い温度でガラスを合成で
きること、粉砕工程を経ずに直接超微粉末が得られるこ
と、又新しい組成のガラスを作る可能性や、製造段階で
微細構造の制御や材料機能の設計が行なえる可能性もあ
ることなどから、ガラスの新しい合成方法として近年注
目されている。
てセラミックやガラスを製造する技術が知られている。
この方法は、溶融法に比べて低い温度でガラスを合成で
きること、粉砕工程を経ずに直接超微粉末が得られるこ
と、又新しい組成のガラスを作る可能性や、製造段階で
微細構造の制御や材料機能の設計が行なえる可能性もあ
ることなどから、ガラスの新しい合成方法として近年注
目されている。
発明が解決すべき問題点 アルコキシド法でガラス粉末を製造するには、従来例え
ば特開昭61−270224号公報に記載されているように各成
分元素のアルコキシド又はオルガノゾルを有機溶媒中で
混合して反応させ、次いで加水分解する方法が採られて
いる。この場合特定成分の偏析のない均一組成のガラス
を作るためには、加水分解前にアルコキシドを相互に反
応させて複合アルコキシドを形成させておく必要があ
り、更に副生成物の分離を容易にし、かつ引続く加水分
解反応を均一に行わせるためにはこの複合アルコキシド
が有機溶媒に可溶性であることが望ましい。ところが硼
珪酸亜鉛ガラスの場合、原料である亜鉛アルコキシドと
珪素アルコキシド、或いは亜鉛アルコキシドと硼素アル
コキシドを反応させて得られる複合アルコキシドはいず
れも不溶性であり、このため従来の方法では良好なガラ
スを製造することができなかった。
ば特開昭61−270224号公報に記載されているように各成
分元素のアルコキシド又はオルガノゾルを有機溶媒中で
混合して反応させ、次いで加水分解する方法が採られて
いる。この場合特定成分の偏析のない均一組成のガラス
を作るためには、加水分解前にアルコキシドを相互に反
応させて複合アルコキシドを形成させておく必要があ
り、更に副生成物の分離を容易にし、かつ引続く加水分
解反応を均一に行わせるためにはこの複合アルコキシド
が有機溶媒に可溶性であることが望ましい。ところが硼
珪酸亜鉛ガラスの場合、原料である亜鉛アルコキシドと
珪素アルコキシド、或いは亜鉛アルコキシドと硼素アル
コキシドを反応させて得られる複合アルコキシドはいず
れも不溶性であり、このため従来の方法では良好なガラ
スを製造することができなかった。
本発明の目的は、アルコキシド法によって種々の組成の
硼珪酸亜鉛ガラスを容易に製造する、新規な方法を提供
することにある。
硼珪酸亜鉛ガラスを容易に製造する、新規な方法を提供
することにある。
問題点を解決するための手段 本発明者らは、アルコキシドを出発原料として亜鉛成分
をまず核として生成させ、これに珪素、硼素を順次被覆
する手法でガラス粉末が得られることを見出し、本発明
を完成した。
をまず核として生成させ、これに珪素、硼素を順次被覆
する手法でガラス粉末が得られることを見出し、本発明
を完成した。
即ち本発明は、（Ａ）亜鉛のアルコキシドを加水分解す
る工程と、 （Ｂ）（ｉ） （Ａ）の反応生成物に珪素のアルコキシ
ドを加え、これを加水分解した後、得られた生成物に硼
素のアルコキシドを加え、これを加水分解する工程、若
しくは（ii） （Ａ）の反応生成物に硼素のアルコキシ
ドを加え、これを加水分解した後、得られた生成物に珪
素のアルコキシドを加え、これを加水分解する工程とか
らなることを特徴とする硼珪酸亜鉛ガラス粉末の製造方
法である。
る工程と、 （Ｂ）（ｉ） （Ａ）の反応生成物に珪素のアルコキシ
ドを加え、これを加水分解した後、得られた生成物に硼
素のアルコキシドを加え、これを加水分解する工程、若
しくは（ii） （Ａ）の反応生成物に硼素のアルコキシ
ドを加え、これを加水分解した後、得られた生成物に珪
素のアルコキシドを加え、これを加水分解する工程とか
らなることを特徴とする硼珪酸亜鉛ガラス粉末の製造方
法である。
尚、本発明で「ガラス」とは無機酸化物の非晶質固体を
いう。
いう。
作用 本発明の方法では、第一段階（Ａ）で亜鉛アルコキシド
の加水分解で酸化亜鉛粉末を生成させ、次の（Ｂ）の
（ｉ）により酸化亜鉛の表面にアルコキシド法で酸化珪
素、酸化硼素を順次被覆し、反応させることによって非
晶質の酸化亜鉛−酸化珪素−酸化硼素ガラス粉末を得
る。或いは（ii）工程のように珪素、硼素を反応させる
順序を逆にしても結果は同様である。生成物はＸ線回折
分析、電子顕微鏡観察、熱分析等により調べると粒径0.
1μｍ以下の非晶質の超微粒子であった。原料アルコキ
シドの量割合を種々変化させることによって、広範囲の
組成の硼珪酸亜鉛ガラス粉末を低温で合成することがで
きる。
の加水分解で酸化亜鉛粉末を生成させ、次の（Ｂ）の
（ｉ）により酸化亜鉛の表面にアルコキシド法で酸化珪
素、酸化硼素を順次被覆し、反応させることによって非
晶質の酸化亜鉛−酸化珪素−酸化硼素ガラス粉末を得
る。或いは（ii）工程のように珪素、硼素を反応させる
順序を逆にしても結果は同様である。生成物はＸ線回折
分析、電子顕微鏡観察、熱分析等により調べると粒径0.
1μｍ以下の非晶質の超微粒子であった。原料アルコキ
シドの量割合を種々変化させることによって、広範囲の
組成の硼珪酸亜鉛ガラス粉末を低温で合成することがで
きる。
本発明において亜鉛、珪素及び硼素のアルコキシドは、
例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノ
ール等、１価のアルキルアルコールから誘導されたアル
コキシドが好適に使用される。
例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノ
ール等、１価のアルキルアルコールから誘導されたアル
コキシドが好適に使用される。
尚亜鉛のアルコキシドは、反応系において亜鉛化合物と
アルコールとアルカリ金属、或いは亜鉛化合物とアルカ
リ金属アルコキシドを混合、反応させて生成させてもよ
い。この場合、亜鉛化合物としては、ハロゲン化物等の
無機塩や有機酸塩などが使用できる。アルカリ金属とし
てはリチウム、ナトリウム、カリウムが、又アルコール
としてはメタノール、エタノール、プロパノール、ブタ
ノール等のアルキルアルコールが挙げられる。アルカリ
金属のアルコキシドはこれらアルカリ金属とアルコール
から誘導されたアルコキシドが使用される。反応は、撹
拌又は加熱還流などの方法を用いて進行させる。亜鉛化
合物とアルカリ金属又はアルカリ金属アルコキシドの混
合比率は当量でほぼ1:1であることが好ましい。混合反
応はアルコキシドの分解温度より低温、好ましくは取扱
い上０〜100℃程度で行う。
アルコールとアルカリ金属、或いは亜鉛化合物とアルカ
リ金属アルコキシドを混合、反応させて生成させてもよ
い。この場合、亜鉛化合物としては、ハロゲン化物等の
無機塩や有機酸塩などが使用できる。アルカリ金属とし
てはリチウム、ナトリウム、カリウムが、又アルコール
としてはメタノール、エタノール、プロパノール、ブタ
ノール等のアルキルアルコールが挙げられる。アルカリ
金属のアルコキシドはこれらアルカリ金属とアルコール
から誘導されたアルコキシドが使用される。反応は、撹
拌又は加熱還流などの方法を用いて進行させる。亜鉛化
合物とアルカリ金属又はアルカリ金属アルコキシドの混
合比率は当量でほぼ1:1であることが好ましい。混合反
応はアルコキシドの分解温度より低温、好ましくは取扱
い上０〜100℃程度で行う。
亜鉛のアルコキシドの加水分解は、脱炭酸した蒸溜水や
イオン交換水を直接添加したり、これらの蒸気に反応生
成物を接触させるなどの方法によって行う。
イオン交換水を直接添加したり、これらの蒸気に反応生
成物を接触させるなどの方法によって行う。
加水分解後は生じた沈澱を分離し、得られた生成物に珪
素のアルコキシドを加え、これを加水分解し、次いで硼
素のアルコキシドを加え、これを加水分解する。若しく
は逆にまず硼素のアルコキシドを加え、これを加水分解
し、次に珪素のアルコキシドを加え、これを加水分解す
ることによりガラス粉末を得る。
素のアルコキシドを加え、これを加水分解し、次いで硼
素のアルコキシドを加え、これを加水分解する。若しく
は逆にまず硼素のアルコキシドを加え、これを加水分解
し、次に珪素のアルコキシドを加え、これを加水分解す
ることによりガラス粉末を得る。
尚本発明方法において、アルコキシドの混合反応工程は
いずれも有機溶媒中で行うのが望ましい。これは混合、
反応を均一に進めるとともに、引続く加水分解工程で組
成の一定な生成物を得るためである。有機溶媒としては
例えばアルコール、ベンゼン、トルエン、キシレンなど
が挙げられる。
いずれも有機溶媒中で行うのが望ましい。これは混合、
反応を均一に進めるとともに、引続く加水分解工程で組
成の一定な生成物を得るためである。有機溶媒としては
例えばアルコール、ベンゼン、トルエン、キシレンなど
が挙げられる。
実施例 実施例 真空乾繰して完全に水分を除去した塩化亜鉛を無水メタ
ノールに溶解し、塩化亜鉛１メルに対して２モルの金属
ナトリウムを添加して還流条件下で撹拌し、充分反応さ
せた。次に大過剰の脱炭酸した蒸溜水を加えて加水分解
し、遠心分離により生成した酸化亜鉛を分離し、これに
水を加え超音波分散器で副生成物である塩化Naを除去し
た。得られた酸化亜鉛をメタノールに分散させ、シリコ
ンエトキシド、蒸溜水及びメタノールを加え、還流して
充分に加水分解を行った。n-ブタノールで溶媒置換した
後、更にキシレンで置換した。次いでポロンエトキシド
を添加し、蒸溜水を添加して加水分解した後溶媒を除去
し、沈澱を分離、洗浄し、乾繰して粉末を得た。この粉
末は、Ｘ線回折分析及び電子顕微鏡観察により酸化亜
鉛、酸化珪素、酸化硼素からなる粒度0.1μｍ以下のガ
ラス微粉末であることが確認された。
ノールに溶解し、塩化亜鉛１メルに対して２モルの金属
ナトリウムを添加して還流条件下で撹拌し、充分反応さ
せた。次に大過剰の脱炭酸した蒸溜水を加えて加水分解
し、遠心分離により生成した酸化亜鉛を分離し、これに
水を加え超音波分散器で副生成物である塩化Naを除去し
た。得られた酸化亜鉛をメタノールに分散させ、シリコ
ンエトキシド、蒸溜水及びメタノールを加え、還流して
充分に加水分解を行った。n-ブタノールで溶媒置換した
後、更にキシレンで置換した。次いでポロンエトキシド
を添加し、蒸溜水を添加して加水分解した後溶媒を除去
し、沈澱を分離、洗浄し、乾繰して粉末を得た。この粉
末は、Ｘ線回折分析及び電子顕微鏡観察により酸化亜
鉛、酸化珪素、酸化硼素からなる粒度0.1μｍ以下のガ
ラス微粉末であることが確認された。
亜鉛、珪素及び硼素の比率を変化させて、上記方法によ
り種々の組成の硼珪酸亜鉛ガラス粉末を製造した。得ら
れたガラス粉末をそれぞれアルミナ基板上に載置し、電
気炉で１時間熱処理してガラス膜となる温度を決定し、
結果を第１図に示した。
り種々の組成の硼珪酸亜鉛ガラス粉末を製造した。得ら
れたガラス粉末をそれぞれアルミナ基板上に載置し、電
気炉で１時間熱処理してガラス膜となる温度を決定し、
結果を第１図に示した。
発明の効果 以上の通り本発明は、従来の溶融法と異なって粉砕工程
を要することなく極めて微細なガラス粉末が得られるも
のであり、液相反応なので不純物の除去も容易で、又原
料を高温で溶融させる必要もなく、工業的に極めて有利
な方法であって、アルコキシドを原料として広い組成範
囲で均質な、粒度の揃った硼珪酸亜鉛ガラス微粉末を低
温で合成することができる。
を要することなく極めて微細なガラス粉末が得られるも
のであり、液相反応なので不純物の除去も容易で、又原
料を高温で溶融させる必要もなく、工業的に極めて有利
な方法であって、アルコキシドを原料として広い組成範
囲で均質な、粒度の揃った硼珪酸亜鉛ガラス微粉末を低
温で合成することができる。
第１図は本発明の方法で得られた三成分系ガラス粉末の
組成と、熱処理によりガラス膜を作る温度との関係を示
す三角図である。図中の数字はガラス膜を作る温度
（℃）を表わしている。
組成と、熱処理によりガラス膜を作る温度との関係を示
す三角図である。図中の数字はガラス膜を作る温度
（℃）を表わしている。
Claims (3)
- 【請求項１】（Ａ）亜鉛のアルコキシドを加水分解する
工程と、 （Ｂ）次の（ｉ）若しくは（ii）の工程とからなること
を特徴とする硼珪酸亜鉛ガラス粉末の製造方法。 （ｉ） （Ａ）の反応生成物に珪素のアルコキシドを加
え、これを加水分解した後、得られた生成物に硼素のア
ルコキシドを加え、これを加水分解する工程。 （ii） （Ａ）の反応生成物に硼素のアルコキシドを加
え、これを加水分解した後、得られた生成物に珪素のア
ルコキシドを加え、これを加水分解する工程。 - 【請求項２】亜鉛のアルコキシドが亜鉛の化合物とアル
コールとアルカリ金属とを反応させて得られたものであ
る特許請求の範囲第１項記載の硼珪酸亜鉛ガラス粉末の
製造方法。 - 【請求項３】亜鉛のアルコキシドが亜鉛の化合物とアル
カリ金属のアルコキシドを反応させて得られたものであ
る特許請求の範囲第１項記載の硼珪酸亜鉛ガラス粉末の
製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11424287A JPH07490B2 (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | 硼珪酸亜鉛ガラス粉末の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11424287A JPH07490B2 (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | 硼珪酸亜鉛ガラス粉末の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63282132A JPS63282132A (ja) | 1988-11-18 |
| JPH07490B2 true JPH07490B2 (ja) | 1995-01-11 |
Family
ID=14632836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11424287A Expired - Fee Related JPH07490B2 (ja) | 1987-05-11 | 1987-05-11 | 硼珪酸亜鉛ガラス粉末の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07490B2 (ja) |
-
1987
- 1987-05-11 JP JP11424287A patent/JPH07490B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63282132A (ja) | 1988-11-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |