JPS63282132A - 硼珪酸亜鉛ガラス粉末の製造方法 - 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 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。

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。

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。

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。

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。

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ぜ、これに珪素、硼素を順次被覆
する手法でガラス粉末が青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＞（＾）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。

■ 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
０．１μｓ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、プロパツール、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
無機塩や有様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、プロパツール、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、攪
拌又は加熱速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
合比率は当量ではぼ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Ｏ〜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。

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、これを力り水分
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。

実施例 実施例 真空乾燥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１１１モルに対して２モルの金
属ナトリウムを添加して還流条件下で攪拌し、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。

青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。次いでボロンエトキシドを
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、乾燥して粉末を傳だ。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０．１１ＪＩＫ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。

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。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の方法で傳られた三成分系ガラス粉末の
組成と、熱９８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。 千　１　図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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。 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
   。 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
   。