JPS5849646A - 多孔質ガラスの耐アルカリ強化方法 - Google Patents

多孔質ガラスの耐アルカリ強化方法

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JPS5849646A
JPS5849646A JP56145548A JP14554881A JPS5849646A JP S5849646 A JPS5849646 A JP S5849646A JP 56145548 A JP56145548 A JP 56145548A JP 14554881 A JP14554881 A JP 14554881A JP S5849646 A JPS5849646 A JP S5849646A
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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】 本発明は多孔質ガラスの耐アルカリ性を強化する方法に
関する。
多孔質ガラスはホウケイ酸ソーダガラスの分相現象を利
用して作られるものであり、分相熱処理後、+31c4
リツチ相とB103−Na2Oリッチ相に分離するが、
BOl−Na20 相F′i酸可溶性であるため酸処理
で溶出し、後に酸不溶性である5iQ2相を骨格として
残し、3次元的に連結した5iO1のネットワークを形
成し多孔質ガラスとする。この多孔質ガラス製法は、「
膜誌」+ (4)221〜227 (19ア9)や[巨
大粒子のゲルパーミエイションクロマトグラフイ」3〜
18(1980)、米国特許第3,549.’524号
(1970)、第3,758,284号(1973)明
細書等に記載されている。
一方、多孔質ガラスの他の製法として、金属アルコキシ
ド類の加水分解反応に基づく酸化物多量体成形技術が知
られている。例えば、チタニウムテトラアルコキシド’
ri(ou)、’ の場合について「防錆管理」123
〜25(1979)に記載されており、その加水分解の
工程は次のように表わされる。
Ti(OR)4+種0→Ti(OR)30H+’ROH
Ti(OR)30H−4−Ti(OR)4→(RO)、
 TiO’ri(OR)3−1− ROHこの2量体は
更に加水分解されて、 n(RO%Ti0Ti(0’R)!−1−n%0 → 
(Ti(OR)、0%yl’+2nRQH占  1 0 1 1 となり、#住とんど酸化チタンとなる捷で進行する。
また’ri02+、 ZrO2−8i02系の複合酸化
物多量体の非晶質膜作成、法が[窯業協会誌Jss(9
)・448〜4.5.4 (,1977)に記載されて
いるが、この方法も金、属アルコレ〜 トの加水分解反
応に基くものである6 しかしながら、上記のようにして作成される多孔質ガラ
スは、アルカリ溶液に化学的に侵蝕され易いという欠点
があり、この侵蝕は次のような理由で生じるものである
多孔質ガラスは約90重量%以上が5i02であり、5
iO1は本来アルカリ溶液によって化学的に侵蝕され易
く、また、この5i02けスケルトン即ちマトリックス
相を形成し、その厚さは約数百又と極めてうすいので侵
蝕を受は易く、次式で表わされるように硅酸ソーダとな
って水溶性と・なる。
Slす+2NaOH−4Na、、Sio、 −neo 
−1−’、 (1−り馴1だ多孔質ガラスは分相現象に
基〈生成過程から容易に想像できるように比表面積が極
めて犬である。平均孔径1o、、oX(直径)のイ、の
では  ′比表面積は約200 nN7gにも達し、こ
のような物理的形状もアルカリ溶液による侵蝕を増す原
因となっている。
一方、多孔質ガラスはアルカリ溶液をすることがしばし
ば必要であり、この場合、次のような不利益がもたらさ
れる。例えば粒子状多孔質ガラスを、各種蛋白質の分離
精製を目的として、ゲル浸透、イオン交換、吸着クロマ
トグラフィー等のカラム充填剤として使用するとき、目
的物質を分離精製後、不純蛋白が充填剤に吸着し残存す
ることがしばしばある。どれを脱着するために強アルカ
リ溶液で処理すると、充填剤自身が侵蝕されて充填相の
有効容積が減小し、粒子が微小化する現象がある。捷だ
固定化酵素担体と[−て使用するときも、基質と酵素の
反応終了後、失活酵素の脱着にアルカリ溶液で処理する
場合があるが、この場合も固定相が侵蝕され上目己と同
様の現象が発生すそ。
本発明は多孔質ガラスにおけるアルカリ溶液に侵蝕され
易いという欠点を解消することを目的とすふもので、多
孔質ガラス表面に、ジルコニウムテトラアルコキシドの
加水分解によって生成されるZrO2被膜を適用するこ
とにより、すぐれた耐アルカリ侵蝕性が得られることを
見出して、完成するに到ったものである。
すなわち、本発明は分相性カラスの酸可溶性相を酸で溶
出して生成した多孔質ガラスを、ジルコニウムアルコレ
ート溶液中に浸漬シて、多孔質ガラス表面にそれらのジ
ルコニウム塩の薄膜を形成させ、その後、加水分M−乾
燥、酸化、性雰囲気を主体とした雰囲気中で仮焼するこ
とKよね、結晶性ZrO2および/または無定形ZrO
2多量体を多孔質ガラス表面に生成せしめることにより
、アルカリ性溶液に対す為侵蝕抵抗を著しく向上させる
ことを特徴とする多孔質ガラスの耐アルカリ強化方法に
関する本のである。
本発明で用いられるジルコニウムアルコレートとしては
ジルコニウムn−プロポキシド、ジルコニウム1日0−
プロポキシド等があるが、中でもテトラn−ブチルジル
コネートが最も好ましい。またチタニウムアルコレート
のような他の金属アルコレートが混在するとき本ジルコ
ニウムの含有量にほぼ比例して耐アルカリ性も良化する
多孔質ガラスをジルコニウムアルコレート溶液に浸漬す
るに当っては、孔の隅々まで浸透させるために真空含浸
により浸透させる。多孔質゛ガラス表面のシラノール基
とコート剤の1部のアルキル基との間で脱アルコール反
応が起こり、ジルコニウムアルコキシドは共有結合によ
りガラス表面に強固に結合する。その後、温°度約70
〜100℃、相対・温度約80〜10096の雰囲気で
数時間放置することにより加水分解を行う。
次の仮焼工程では、未反応の過剰のアルキル基、溶剤類
を除去し、江つ加水分解反応によって生成したZrO2
層を結晶化する目的で450〜650℃の湛1#範囲で
数時間、焼成する。焼成温度450℃以下では有機物の
除去が不十分で、目一つzr021@の結晶化が促進さ
れないし、650℃以上では多孔質ガラスの孔が収縮を
始め、孔特性が劣化するので好捷しくない。更に有機物
の炭化物が孔内部に残らないようにするために、酸化雰
囲気中、特に酸素ガス気流中で焼成するのがよい。
かくして得られた多孔質ガラスのZrO2表面改質品れ
1、その形状が粉末状である場合には粒子が互いに付着
することもなく、甘だ有機物の不児全燃焼による炭化物
を含有すること本なく、アルカリ溶液による化学侵蝕に
対して極めて耐久性のすぐれた特徴をもつものとなる。
そしてこのよりな酬アルカリ侵蝕性多孔質ガラスを酵素
固定担体として、また分離精製用充填剤として使用する
際には、アルカリ侵蝕に基く充填相の容積減少、すなわ
ち反応効率の劣化を防止することができ、壕だアルカリ
侵蝕により生じる孔特性の変化、すなわちボアの平均孔
径の拡大、孔径分布のバラツキの増大を防止することが
できる。更にアルカリ侵蝕による多孔質ガラス充填剤の
粒子径の縮少を防止でき、粒子の微小化に伴う、カラム
の目詰り、流速の変化等によるカラム操作の不安定、困
難性を防止できる本のである。
本発明の詳細な説明すると、5i02− B2O3−N
a2O2成分系の特定組成の原料を混合し、溶解、攪拌
工程を経て均質なガラスブロックとする。急冷後、精密
に温度調節した電気炉中で500〜700℃で分相熱処
理を行う。この熱処理工程で5102相とl3203−
Na20相の2相分離が生じ、B203−Na2O相は
酸可溶性であるので酸処理により溶解、除去する。後に
酸不溶性のsio、相がスケルトンとして残り、その構
造は連続した網目構造を呈し、且つ微細孔は粒子全体を
貫通した全多孔質ガラスとなる。
この多孔質ガラスをジルコニウムテトラアルコキシド(
Zr(OF)4)溶液中に浸漬17、直空含浸した後、
過剰の溶液を脱液し、高湿度雰囲気中で加水分解せしめ
る。加水分解後、未反応アルキル基および遊離したアル
キル基を除去するため[酸化雰囲気中で400〜650
℃で仮焼する。
このとき、おどろくべきことに多孔質ガラス表面のZr
O2層はX線回折結果によると結晶層となっている。そ
の結果、アルカリ溶液に対する侵蝕抵抗が著l−7〈向
上17、その−ヒ、多孔質ガラスの重要特性である平均
孔径、比孔容檀および孔径分布は、ZrO2コート処理
をしていない元の状態と殆んど変化がない。ZrO2層
は極めて薄い結晶層となり、2次元的にガラス表面を被
覆したものと考えられる。
実施例 まず5iO2−B20.−NζOからなるガラスを白金
ルツボで溶解し急冷後、粗粉砕し7た。555℃、9時
間の熱処理により分相させた。その後、粉砕、分級によ
り粒子径20〜50メツシユめ粉末状試料とした。3N
 −Hot で90’C16時間、抽出処理をしてB2
0!1−Na2Oの可溶性相を溶出し、その後、孔内部
のコロイダルシリカを除去するま ために、(N −N[LOIHで1時間処理した。洗滌
を十分に行なった後、乾燥し粉末状多孔質ガラスを作成
した。このサンプルの孔特性は平均孔径207又、比孔
容積067mt/g 、孔径分布+′y− 4%であった。
次いで市販のテトラn−ブチルジルコネートを酢酸エス
テル系溶剤で5倍に希釈1〜、多孔質ガラスサンプルを
常温で浸漬l〜だ。約1Q Torrの減圧下で5分間
含浸せしめ、その後、常圧、常温で一夜、放置した。処
理剤と多孔質ガラス粉末を分離後、温度70℃、相対温
度約80%の雰囲気中で6時間、加水分解させた。12
0℃で1時間、乾燥後、約1,9分の酸素ガス気流中で
550℃で3時間、焼成した。
上記表面処理をした多孔質ガラスおよびジルコニウムア
ルコレート以外のもので表面改質をしたもの、表面未処
理品の物性を次表で比較した。
上表中、耐アルカリとけ?JaOH溶液(1,0%aq
、、 )中で50℃に1.0時間処理したときの試料の
減−1%を示す。再現性F′i36で約5%である。
この表から次のことがいえる。
(1)  コート剤にテトラn−ブチルジルコネートを
使用した場合、耐アルカリ度に最も効果的であり、その
減曾%は未処理品と比較して約1となる。次にチタ坏−
トが効果的であり、Zr0O/、・810は殆んど効果
なし。
(2)孔特性を比較すると、ジルコネートと未処理品で
は殆んど差はなく、チタネートおよびZr004・8%
Oの止孔容積が減少している。
(3)  多孔質ガラス表面のOH基はジルコネート、
チタネート、zrOC/4・8H20共に約20%増え
ている。これはシランカップリング剤、グルタルアルデ
ヒド等の有機官能基による表面改質の際、その反応効率
に寄与するであろう。
代理人  内 1)  明 代理人  萩 原 亮 −

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 分相性ガラスの酸可溶性相を酸で溶出して生成した多孔
    質ガラスを、ジルコニウムアルコレート溶液中に浸漬し
    て、多孔質ガラス表面にそれらのジルコニウム塩の薄膜
    を形成させ、その後、加水分解、乾燥、酸化性雰囲気を
    主体とした雰囲気中で仮焼することにより、ZrO2多
    量体を多孔質ガラス表面に生成せしめることを特徴とす
    る多孔質ガラスの耐アルカリ強化方法。
JP56145548A 1981-09-17 1981-09-17 多孔質ガラスの耐アルカリ強化方法 Granted JPS5849646A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60238758A (ja) * 1984-05-12 1985-11-27 Fuji Photo Film Co Ltd 高速液体クロマトグラフイ−用多孔質ガラス充填剤およびその製造法
JPS6267450A (ja) * 1985-09-20 1987-03-27 Toyo Soda Mfg Co Ltd 液体クロマトグラフイ−用担体及びその製造方法
JP2016502457A (ja) * 2012-11-01 2016-01-28 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングMerck Patent Gesellschaft mit beschraenkter Haftung 多孔質基材支持体の表面修飾

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CA1274255A (en) * 1987-01-14 1990-09-18 Kirin Beer Kabushiki Kaisha Method for producing granular multi-cellular glass and the glass produced by the method
US4978641A (en) * 1988-08-17 1990-12-18 Mitsubishi Kasei Corporation Porous glass and process for its production
US20130017387A1 (en) 2011-07-12 2013-01-17 James Iii William H Chemically durable porous glass with enhanced alkaline resistance

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
NL73423C (ja) * 1946-05-11 1900-01-01
DE1055193B (de) * 1955-04-21 1959-04-16 Du Pont Verfahren zum Erhoehen der Ritzhaerte und Festigkeit von Glasoberflaechen bzw. Glasgegenstaenden
GB1041996A (en) * 1964-02-05 1966-09-07 H I Thompson Fiber Glass Co Method of improving high temperature characteristics of silica fibers
US3847583A (en) * 1969-08-13 1974-11-12 Jenaer Glaswerk Schott & Gen Process for the manufacture of multi-component substances
US3681113A (en) * 1969-11-19 1972-08-01 Owens Illinois Inc Refractory article and method for producing same
GB2016432B (en) * 1978-03-17 1982-11-24 Hoelter H Metal oxide-coated coated silica fibres hot gas filter
US4340408A (en) * 1980-04-28 1982-07-20 National Research Development Corporation High silica glass

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS60238758A (ja) * 1984-05-12 1985-11-27 Fuji Photo Film Co Ltd 高速液体クロマトグラフイ−用多孔質ガラス充填剤およびその製造法
JPS6267450A (ja) * 1985-09-20 1987-03-27 Toyo Soda Mfg Co Ltd 液体クロマトグラフイ−用担体及びその製造方法
JP2016502457A (ja) * 2012-11-01 2016-01-28 メルク パテント ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツングMerck Patent Gesellschaft mit beschraenkter Haftung 多孔質基材支持体の表面修飾

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