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JPH085729B2 - Method for manufacturing ceramic precursor compact - Google Patents
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JPH085729B2 - Method for manufacturing ceramic precursor compact - Google Patents

Method for manufacturing ceramic precursor compact

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Publication number
JPH085729B2
JPH085729B2 JP61311621A JP31162186A JPH085729B2 JP H085729 B2 JPH085729 B2 JP H085729B2 JP 61311621 A JP61311621 A JP 61311621A JP 31162186 A JP31162186 A JP 31162186A JP H085729 B2 JPH085729 B2 JP H085729B2
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titanium
metal
aluminum
water
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哲 大北
稔 佐々木
誠 堀
隆雄 金井
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Nippon Steel Corp
Niterra Co Ltd
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NGK Spark Plug Co Ltd
Nippon Steel Corp
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  • Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、セラミックス前駆体成形体の製造方法に関
するものである。詳しく述べると、光ファイバー母材の
原料、フィルター、触媒担持体等に好適な気孔の制御さ
れたセラミックス成形体を得るのに好適なセラミックス
前駆体成形体の製造方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for producing a ceramics precursor molded body. More specifically, the present invention relates to a method for producing a ceramics precursor compact suitable for obtaining a ceramics compact with controlled pores suitable for a raw material of an optical fiber preform, a filter, a catalyst carrier and the like.

(従来の技術) 各種金属アルコキシドを加水分解し、金属酸化物や水
酸化物を得る方法は、数多く知られている(例えば工業
材料29,No.5,85〜89;同29,No.6,101〜110;エレクトロニ
クス・セラミクス1986年3月号;特開昭58−2,205号;
特開昭56−9,427号等)。また、緻密かつ透明な塊状物
を作製するために、特に酸系、例えば塩酸等の触媒を用
いて金属アルコキシドを加水分解してゲル状物を作製し
たのち、徐々に加熱することも行なわれている。
(Prior Art) There are many known methods for obtaining metal oxides and hydroxides by hydrolyzing various metal alkoxides (for example, industrial materials 29 , No. 5,85 to 89; 29 , No. 6,101). ~ 110; Electronics Ceramics, March 1986; JP-A-58-2205;
JP-A-56-9,427). Further, in order to produce a dense and transparent lump, it is also possible to hydrolyze a metal alkoxide with a catalyst such as an acid-based catalyst such as hydrochloric acid to produce a gel-like substance, and then gradually heat it. There is.

一方、超臨界ガス抽出技術をファインセラミックス製
造プロセスの脱脂工程へ適用した例[ケミカル・エンジ
ニヤリング31,No.5,45(1986)]は知られているが、超
臨界条件下でのセラミックス前駆体成形物の製造方法は
知られていない。
On the other hand, an example of applying the supercritical gas extraction technology to the degreasing process of the fine ceramics manufacturing process [Chemical Engineering 31 , No.5, 45 (1986)] is known, but ceramic precursors under supercritical conditions are known. The manufacturing method of the molded body is not known.

(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、金属アルコキシドを原料として成形物
を得る試みは、その形状付与が容易であるためにガラス
系組成物を中心に盛んに行なわれているとはいえ、成形
時の収縮が大きく、それに伴なうひび割れ等の問題があ
り、大きな問題をかかえている。一方、多孔質成形体を
得る方法としては、金属酸化物のスラリーに樹脂を配合
して溶解させ、成形後該成形物を焼成することにより樹
脂を燃焼させ、これにより多孔質な状態にする方法が行
なわれているが、このような方法によっては純度の高い
成形体、均一性の高い成形体および細孔径の制御された
多孔質成形体を得ることは極めて困難であった。
(Problems to be Solved by the Invention) However, attempts to obtain a molded product from a metal alkoxide as a raw material have been vigorously carried out centering on a glass-based composition because the shape can be easily given. The shrinkage during molding is large, and there are problems such as cracks accompanying it, which is a major problem. On the other hand, as a method for obtaining a porous molded body, a resin is mixed with a slurry of a metal oxide and dissolved, and after molding, the molded product is burned to burn the resin, thereby making it porous. However, it has been extremely difficult to obtain a molded product having high purity, a molded product having high uniformity and a porous molded product having a controlled pore size by such a method.

したがって、本発明の目的は、セラミックス前駆体成
形体の製造方法を提供することにある。本発明の他の目
的は、純度および均一性が高くかつ細孔径の制御された
金属酸化物系の多孔質成形体を得るに好適な前駆体成形
物を提供することにある。
Therefore, an object of the present invention is to provide a method for producing a ceramics precursor compact. Another object of the present invention is to provide a precursor molded article suitable for obtaining a metal oxide-based porous molded article having high purity and uniformity and a controlled pore size.

(問題点を解決するための手段) これらの諸目的は、金属化合物からゾルを形成し、該
ゾルを成形用型に注入し、そのままあるいはゲル化した
のち、超臨界条件下で超臨界流体により脱溶媒および脱
水を行なうことにより成形体を得ることを特徴とするセ
ラミックス前駆体成形体の製造方法により達成される。
(Means for Solving Problems) These various purposes include forming a sol from a metal compound, injecting the sol into a mold for molding, and then gelating the sol as it is, or by using a supercritical fluid under supercritical conditions. This is achieved by a method for producing a ceramics precursor molded body, which is characterized in that a molded body is obtained by performing solvent removal and dehydration.

また、本発明は、好ましくは金属化合物から得られる
ゾルが金属アルコキシド系組成物からなるゾルであるセ
ラミックス前駆体成形体の製造方法である。さらに、本
発明は、より好ましくは金属酸化物から得られるゾルが
金属水酸化物および金属酸化物よりなる群から選ばれた
少なくとも1種の化合物と金属アルコキシド系組成物か
らなるゾルであるセラミックス前駆体成形体の製造方法
である。
Further, the present invention is a method for producing a ceramic precursor compact, wherein the sol obtained from the metal compound is preferably a sol comprising a metal alkoxide-based composition. Furthermore, the present invention is more preferably a ceramic precursor in which the sol obtained from the metal oxide is a sol comprising at least one compound selected from the group consisting of metal hydroxides and metal oxides and a metal alkoxide-based composition. It is a manufacturing method of a compact.

(作用) 本発明によるセラミックス前駆体成形体は、金属化合
物からゾルを形成し、該ゲルを成形用型に注入し、その
ままあるいはゲル化したのち、該成形用型内で超臨界条
件下で超臨界流体により脱溶媒および脱水を行なって成
形体を得ることにより製造される。
(Operation) The ceramic precursor molded body according to the present invention forms a sol from a metal compound, injects the gel into a molding die, and gels the gel as it is or after supercritical conditions in the molding die under supercritical conditions. It is manufactured by desolvating and dehydrating with a critical fluid to obtain a molded body.

本発明で用いられる金属化合物としては、ゾルを形成
するものであればいずれでもよく、例えば塩化物、硝酸
塩、硫酸塩、リン酸塩、有機酸塩、有機キレート化合
物、アルコキシド等が挙げられるが、好ましくは金属ア
ルコキシドである。
The metal compound used in the present invention may be any as long as it forms a sol, and examples thereof include chloride, nitrate, sulfate, phosphate, organic acid salt, organic chelate compound, and alkoxide. Preferred are metal alkoxides.

金属アルコキシド化合物としては、例えば一般式Iで
表わされる単一金属アルコキシド、一般式IIで表わされ
る複合金属アルコキシド等が挙げられる。
Examples of the metal alkoxide compound include a single metal alkoxide represented by the general formula I and a composite metal alkoxide represented by the general formula II.

Ma(OR)nXm-n (I) Ma[Mb(OR)m-n (II) (ただし、式中、MaおよびMbはアルコキシドを形成し得
る金属、mは金属MaまたはMbがアルコキシ基を形成し得
る最大原子価、nは1〜mの整数、Xは酸素原子、ハロ
ゲン原子、水酸基または有機残基であり、またRはアル
キル基である。)で表わされるものである。Rは、例え
ば炭素原子数1〜20、好ましくは1〜7、より好ましく
は1〜4のアルキル基、Xは酸素原子、ハロゲン原子、
好ましくは塩素原子、水酸基または有機残基、例えば炭
素原子数1〜20、好ましくは1〜7、より好ましくは1
〜4のアルキル基、炭素原子数6〜20、好ましくは6〜
8のアリール基、より好ましくはフェニル基、炭素原子
数3〜5のアリル基、炭素原子数2のビニル基、炭素原
子数2〜10のβ−ジケトンや有機カルボン酸等のアルミ
ニウムとキレートを形成する有機化合物の残基等であ
る。
M a (OR) n X mn (I) M a [M b (OR) n ] mn (II) (wherein M a and M b are metals capable of forming an alkoxide, m is a metal M a or M b is the maximum valence capable of forming an alkoxy group, n is an integer of 1 to m, X is an oxygen atom, a halogen atom, a hydroxyl group or an organic residue, and R is an alkyl group. Is. R is an alkyl group having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 7, more preferably 1 to 4 carbon atoms, X is an oxygen atom, a halogen atom,
Preferably a chlorine atom, a hydroxyl group or an organic residue, for example having 1 to 20 carbon atoms, preferably 1 to 7, more preferably 1
To 4 alkyl groups, 6 to 20 carbon atoms, preferably 6 to
8 aryl groups, more preferably phenyl groups, C 3-5 allyl groups, C 2 vinyl groups, C 2-10 β-diketones and chelates with aluminum such as organic carboxylic acids. And the residue of the organic compound.

MaおよびMbとしては、例えば四価の金属としてケイ
素、チタン、ジルコニウム、錫、ゲルマニウム、ハフニ
ウム等、好ましくはケイ素、チタン、ジルコニウム、
錫、ゲルマニウム等、最も好ましくはケイ素、チタンお
よびジルコニウム、三価の金属としてアルミニウム、イ
ットリウム、ホウ素、鉄、ガリウム、インジウム、タリ
ウムおよびスカンジウム等、好ましくはアルミニウムお
よびイットリウム、二価の金属としてマグネシウム、亜
鉛、バリウム、ベリリウム、カルシウム鉛等、好ましく
はバリウム、マグネシウム、亜鉛等、一価の金属として
ナトリウム、リチウム等がある。上記金属のうち二価、
三価、四価の金属がより好ましい。最も好ましいのは一
般式Ma(OR)3X、Ma(OR)2X2およびMb(OR)2X(ただ
し、Maは四価の金属、Mbは三価の金属である。)で表わ
される化合物を少なくとも1種含むことである。
Examples of M a and M b include tetravalent metals such as silicon, titanium, zirconium, tin, germanium and hafnium, preferably silicon, titanium and zirconium.
Tin, germanium and the like, most preferably silicon, titanium and zirconium, trivalent metals such as aluminum, yttrium, boron, iron, gallium, indium, thallium and scandium, etc., preferably aluminum and yttrium, and divalent metals such as magnesium and zinc. , Barium, beryllium, calcium lead, etc., preferably barium, magnesium, zinc, etc., and monovalent metals include sodium, lithium, etc. Divalent of the above metals,
Trivalent and tetravalent metals are more preferable. Most preferred are the general formulas M a (OR) 3 X, M a (OR) 2 X 2 and M b (OR) 2 X, where M a is a tetravalent metal and M b is a trivalent metal. .) At least one compound.

シリコンアルコキシド系化合物としては、テトラメト
キシシラン、テトラエトキシシラン、テトラn−プロポ
キシシラン、テトライソプロポキシシラン、テトラブト
キシシラン類等の4官能アルコキシド化合物、トリメト
キシメチルシラン、トリメトキシエチルシラン、トリメ
トキシn−プロピルシラン、トリメトキシイソプロピル
シラン、トリメトキシn−ブチルシラン、トリメトキシ
イソブチルシラン、トリメトキシt−ブチルシラン、ト
リメトキシアリルシラン、トリメトキシビニルシラン、
トリメトキシフェニルシラン、トリメトキシ(アセチル
アセトナート)シラン、トリエトキシメチルシラン、ト
リエトキシエチルシラン、トリエトキシn−プロピルシ
ラン、トリエトキシイソプロピルシラン、トリエトキシ
ブチルシラン類、トリエトキシビニルシラン、トリエト
キシフェニルシラン、トリエトキシ(アセチルアセトナ
ート)シラン、トリ−n−プロポキシメチルシラン、ト
リ−n−プロポキシエチルシラン、トリ−n−プロポキ
シn−プロピルシラン、トリ−n−プロポキシブチルシ
ラン類、トリイソプロポキシメチルシラン、トリイソプ
ロポキシエチルシラン、トリイソプロポキシフェニルシ
ラン類、トリイソプロポキシ(アセチルアセトナート)
シラン、トリブトキシメチルシラン類、トリブトキシエ
チルシラン類、トリブトキシ(エチルアセチルアセテー
ト)シラン類、トリス(2−メトキシエトキシ)ビニル
シラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、トリ
メトキシクロロシラン、トリエトキシクロロシラン、ト
リイソプロポキシクロロシラン、トリメトキシ(ヒドロ
キシ)シラン等の3官能シラン化合物、ジメトキシジメ
チルシラン、ジメトキシジエチルシラン、ジメトキシジ
イソプロピルシラン、ジメトキシジ−n−ブチルシラ
ン、ジメトキシジイソブチルシラン、ジメトキシジ−t
−ブチルシラン、ジメトキシジフェニルシラン、ジメト
キシジ(アセチルアセトナート)シラン、ジエトキシジ
メチルシラン、ジエトキシジエチルシラン、ジエトキシ
ジイソプロピルシラン、ジエトキシジブチルシラン類、
ジエトキシジ(アセチルアセトナート)シラン、ジ−n
−プロポキシジメチルシラン、ジ−n−プロポキシジエ
チルシラン、ジ−n−プロポキシジフェニルシラン類、
ジ−n−プロポキシジ(アセチルアセトナート)シラ
ン、ジイソプロポキシジメチルシラン、ジイソプロポキ
シジエチルシラン、ジイソプロポキシジプロピルシラン
類、ジイソプロポキシジブチルシラン類、ジイソプロポ
キシジフェニルシラン類、ジイソプロポキシジ(アセチ
ルアセトナート)シラン、ジブトキシジメチルシラン
類、ジブトキシジエチルシラン類、ジブトキシジプロピ
ルシラン類、ジブトキシジブチルシラン類、ジブトキシ
ジフェニルシラン類、ジメトキシジクロロシラン、ジエ
トキシジクロロシラン、ジイソプロポキシジクロロシラ
ン、ジメトキシ(ジヒドロキシ)シラン、ジエトキシ
(ジヒドロキシ)シラン等の2官能シラン化合物等があ
る。
Examples of silicon alkoxide compounds include tetramethoxysilane, tetraethoxysilane, tetra-n-propoxysilane, tetraisopropoxysilane, tetrafunctional alkoxide compounds such as tetrabutoxysilanes, trimethoxymethylsilane, trimethoxyethylsilane, trimethoxyn- Propyl silane, trimethoxy isopropyl silane, trimethoxy n-butyl silane, trimethoxy isobutyl silane, trimethoxy t-butyl silane, trimethoxy allyl silane, trimethoxy vinyl silane,
Trimethoxyphenylsilane, trimethoxy (acetylacetonato) silane, triethoxymethylsilane, triethoxyethylsilane, triethoxyn-propylsilane, triethoxyisopropylsilane, triethoxybutylsilanes, triethoxyvinylsilane, triethoxyphenylsilane, triethoxy (Acetylacetonato) silane, tri-n-propoxymethylsilane, tri-n-propoxyethylsilane, tri-n-propoxyn-propylsilane, tri-n-propoxybutylsilanes, triisopropoxymethylsilane, triiso Propoxyethylsilane, triisopropoxyphenylsilanes, triisopropoxy (acetylacetonate)
Silane, tributoxymethylsilanes, tributoxyethylsilanes, tributoxy (ethylacetylacetate) silanes, tris (2-methoxyethoxy) vinylsilane, γ-chloropropyltrimethoxysilane, trimethoxychlorosilane, triethoxychlorosilane, triiso Trifunctional silane compounds such as propoxychlorosilane, trimethoxy (hydroxy) silane, dimethoxydimethylsilane, dimethoxydiethylsilane, dimethoxydiisopropylsilane, dimethoxydi-n-butylsilane, dimethoxydiisobutylsilane, dimethoxydi-t.
-Butylsilane, dimethoxydiphenylsilane, dimethoxydi (acetylacetonato) silane, diethoxydimethylsilane, diethoxydiethylsilane, diethoxydiisopropylsilane, diethoxydibutylsilanes,
Diethoxydi (acetylacetonato) silane, di-n
-Propoxydimethylsilane, di-n-propoxydiethylsilane, di-n-propoxydiphenylsilanes,
Di-n-propoxydi (acetylacetonato) silane, diisopropoxydimethylsilane, diisopropoxydiethylsilane, diisopropoxydipropylsilanes, diisopropoxydibutylsilanes, diisopropoxydiphenylsilanes, diisopropoxydisilane (Acetylacetonato) silane, dibutoxydimethylsilanes, dibutoxydiethylsilanes, dibutoxydipropylsilanes, dibutoxydibutylsilanes, dibutoxydiphenylsilanes, dimethoxydichlorosilane, diethoxydichlorosilane, diisopropoxy There are difunctional silane compounds such as dichlorosilane, dimethoxy (dihydroxy) silane, and diethoxy (dihydroxy) silane.

チタンアルコキシド系化合物としては、テトラメトキ
シチタン、テトラエトキシチタン、テトラn−プロポキ
シチタン、テトライソプロポキシチタン、テトラブトキ
シチタン、トリメトキシメチルチタン、トリメトキシエ
チルチタン、トリメトキシプロピルチタン類、トリメト
キシアリルチタン類、トリメトキシフェニルチタン類、
トリメトキシ(アセチルアセテート)チタン、トリエト
キシメチルチタン、トリエトキシエチルチタン、トリエ
トキシプロピルチタン類、トリメトキシビニルチタン、
トリエトキシフェニルチタン類、トリプロポキシメチル
チタン類、トリプロポキシエチルチタン類、トリプロポ
キシブチルチタン類、トリプロポキシフェニルチタン
類、トリブトキシメチルチタン類、トリブトキシ(アセ
チルアセトナート)チタン類、ジメトキシジメチルチタ
ン、ジメトキシジエチルチタン、ジメトキシジプロピル
チタン類、ジメトキシジブチルチタン類、ジメトキシジ
(アセチルアセトナート)チタン、ジエトキシジメチル
チタン、ジエトキシジエチルチタン、ジエトキシジプロ
ピルチタン類、ジプロポキシジメチルチタン類、ジプロ
ポキシジエチルチタン類、ジブトキシジメチルチタン
類、ジブトキシジエチルチタン類、ジブトキシジ(アセ
チルアセトナート)チタン類、ジイソプロポキシビス
(アセチルアセトナート)チタン、イソプロポキシ(2
−エチルヘキサンジオラート)チタン、ジ−n−ブトキ
シビス(トリエタノールアミナト)チタン等がある。
Titanium alkoxide compounds include tetramethoxy titanium, tetraethoxy titanium, tetra n-propoxy titanium, tetraisopropoxy titanium, tetrabutoxy titanium, trimethoxymethyl titanium, trimethoxyethyl titanium, trimethoxypropyl titanium, trimethoxyallyl titanium. , Trimethoxyphenyl titanium,
Trimethoxy (acetylacetate) titanium, triethoxymethyl titanium, triethoxyethyl titanium, triethoxypropyl titanium, trimethoxy vinyl titanium,
Triethoxyphenyl titanium, tripropoxymethyl titanium, tripropoxyethyl titanium, tripropoxybutyl titanium, tripropoxyphenyl titanium, tributoxymethyl titanium, tributoxy (acetylacetonate) titanium, dimethoxydimethyl titanium, dimethoxy Diethyl titanium, dimethoxydipropyl titanium, dimethoxydibutyl titanium, dimethoxydi (acetylacetonate) titanium, diethoxydimethyl titanium, diethoxydiethyl titanium, diethoxydipropyl titanium, dipropoxydimethyl titanium, dipropoxydiethyl titanium , Dibutoxydimethyl titanium, dibutoxy diethyl titanium, dibutoxydi (acetylacetonate) titanium, diisopropoxybis (acetylacetonate) Titanium, isopropoxy (2
-Ethylhexanediolate) titanium, di-n-butoxybis (triethanolaminato) titanium and the like.

ジルコニウム系アルコキシド化合物としては、テトラ
メトキシジルコニウム、テトラエトキシジルコニウム、
テトライソプロポキシジルコニウム、テトラブトキシジ
ルコニウム、トリメトキシメチルジルコニウム、トリメ
トキシエチルジルコニウム、トリメトキシプロピルジル
コニウム類、トリメトキシブチルジルコニウム類、トリ
メトキシアリルジルコニウム、トリメトキシフェニルジ
ルコニウム、トリメトキシ(アセチルアセトナート)ジ
ルコニウム、トリエトキシメチルジルコニウム、トリエ
トキシエチルジルコニウム、トリエトキシプロピルジル
コニウム類、トリエトキシビニルジルコニウム、トリエ
トキシフェニルジルコニウム、トリプロポキシメチルジ
ルコニウム類、トリプロポキシプロピルジルコニウム
類、トリブトキシメチルジルコニウム類、ジメトキシジ
メチルジルコニウム、ジメトキシジエチルジルコニウ
ム、ジメトキシジプロピルジルコニウム類、ジメトキシ
ジフェニルジルコニウム、ジメトキシジ(アセチルアセ
トナート)ジルコニウム、ジエトキシジメチルジルコニ
ウム、ジエトキシジエチルジルコニウム、ジエトキシジ
プロピルジルコニウム類、ジプロポキシジメチルジルコ
ニウム類、ジプロポキシジプロピルジルコニウム類、ジ
ブトキシジメチルジルコニウム、ジブトキシジブチルジ
ルコニウム類、等がある。
Examples of zirconium-based alkoxide compounds include tetramethoxyzirconium, tetraethoxyzirconium,
Tetraisopropoxyzirconium, tetrabutoxyzirconium, trimethoxymethylzirconium, trimethoxyethylzirconium, trimethoxypropylzirconium, trimethoxybutylzirconium, trimethoxyallylzirconium, trimethoxyphenylzirconium, trimethoxy (acetylacetonato) zirconium, trimethoxyphenylzirconium Ethoxymethylzirconium, triethoxyethylzirconium, triethoxypropylzirconium, triethoxyvinylzirconium, triethoxyphenylzirconium, tripropoxymethylzirconium, tripropoxypropylzirconium, tributoxymethylzirconium, dimethoxydimethylzirconium, dimethoxydiethylzirconium , Dimethoxydipro Zirconium, dimethoxydiphenylzirconium, dimethoxydi (acetylacetonato) zirconium, diethoxydimethylzirconium, diethoxydiethylzirconium, diethoxydipropylzirconium, dipropoxydimethylzirconium, dipropoxydipropylzirconium, dibutoxydimethylzirconium , Dibutoxydibutylzirconium, and the like.

錫系アルコキシド化合物としては、テトラメトキシ
錫、テトラエトキシ錫、テトライソプロポキシ錫、テト
ラブトキシ錫類、トリメトキシメチル錫、トリメトキシ
エチル錫、トリメトキシイソプロピル錫、トリメトキシ
ブチル錫類、トリエトキシメチル錫、トリエトキシイソ
プロピル錫、トリイソプロポキシメチル錫、トリイソプ
ロポキシブチル錫類、トリイソプロポキシフェニル錫、
ジメトキシジメチル錫、ジメトキシジイソプロピル錫、
ジエトキシジエチル錫、ジエトキシジブチル錫類等があ
る。
Tin-based alkoxide compounds include tetramethoxytin, tetraethoxytin, tetraisopropoxytin, tetrabutoxytins, trimethoxymethyltin, trimethoxyethyltin, trimethoxyisopropyltin, trimethoxybutyltins, triethoxymethyltin , Triethoxyisopropyltin, triisopropoxymethyltin, triisopropoxybutyltins, triisopropoxyphenyl tin,
Dimethoxydimethyltin, dimethoxydiisopropyltin,
Diethoxydiethyltin, diethoxydibutyltins and the like.

ゲルマニウム系アルコキシド化合物としては、テトラ
メトキシゲルマニウム、テトラエトキシゲルマニウム、
テトライソプロポキシゲルマニウム、テトラブトキシゲ
ルマニウム、トリメトキシメチルゲルマニウム、トリメ
トキシエチルゲルマニウム、トリメトキシイソプロピル
ゲルマニウム、トリメトキシブチルシゲルマニウム類、
トリエトキシメチルゲルマニウム、トリエトキシイソプ
ロピルゲルマニウム、トリイソプロポキシメチルゲルマ
ニウム、ジメトキシジメチルゲルマニウム、ジメトキシ
ジイソプロピルゲルマニウム、ジエトキシジエチルゲル
マニウム、ジエトキシジブチルゲルマニウム類等があ
る。
Examples of germanium-based alkoxide compounds include tetramethoxygermanium, tetraethoxygermanium,
Tetraisopropoxygermanium, tetrabutoxygermanium, trimethoxymethylgermanium, trimethoxyethylgermanium, trimethoxyisopropylgermanium, trimethoxybutyl sigeraniums,
Examples include triethoxymethyl germanium, triethoxyisopropyl germanium, triisopropoxymethylgermanium, dimethoxydimethylgermanium, dimethoxydiisopropylgermanium, diethoxydiethylgermanium, diethoxydibutylgermanium and the like.

アルミニウムアルコキシド系化合物としては、例えば
アルミニウムトリメトキシド、アルミニウムトリエトキ
シド、アルミニウムトリ−n−プロポキシド、アルミニ
ウムトリイソプロポキシド、アルミニウムトリ−n−ブ
トキシド、モノメトキシアルミニウムジエトキシド、モ
ノエトキシアルミニウムジイソプロポキシド、モノイソ
プロポキシアルミニウムジ−sec−ブトキシド、ジメト
キシアルミニウムモノエトキシド、ジエトキシアルミニ
ウムモノイソプロポキシド等の3官能アルコキシド化合
物、アルミニウムエチルアセトアセテートジメトキシ
ド、アルミニウムエチルアセトアセテートジエトキシ
ド、アルミニウムエチルアセトアセテートジイソプロポ
キシド、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロポキ
シド、メチルアルミニウムジメトキシド、メチルアルミ
ニウムジエトキシド、メチルアルミニウムジイソプロポ
キシド、エチルアルミニウムジイソプロポキシド、ジメ
トキシアルミニウムクロリド、ジエトキシアルミニウム
クロリド、ジイソプロポキシアルミニウムクロリド、ジ
イソプロポキシアルミニウムブロミド、ジメトキシアル
ミニウムヒドロキシド、ジイソプロポキシアルミニウム
ヒドロキシド等2官能アルコキシド化合物、 イットリウムアルコキシド系化合物としては、トリメ
トキシイットリウム、トリエトキシイットリウム、トリ
イソプロポキシイットリウム、トリブトキシイットリウ
ム類、ジメトキシメチルイットリウム、ジメトキシエチ
ルイットリウム、ジメトキシイソプロピルイットリウ
ム、ジメトキシフェニルイットリウム、ジメトキシ(ア
セトアセテート)イットリウム、ジエトキシメチルイッ
トリウム、ジエトキシエチルイットリウム、ジエトキシ
イソプロピルイットリウム、ジエトキシフェニルイット
リウム類、ジエトキシ(アセトアセテート)イットリウ
ム、ジイソプロポキシメチルイットリウム、ジイソプロ
ポキシエチルイットリウム、ジイソプロポキシ(アセト
アセテート)イットリウム、ジブトキシメチルイットリ
ウム類等がある。
Examples of aluminum alkoxide compounds include aluminum trimethoxide, aluminum triethoxide, aluminum tri-n-propoxide, aluminum triisopropoxide, aluminum tri-n-butoxide, monomethoxyaluminum diethoxide, and monoethoxyaluminum dioxide. Trifunctional alkoxide compounds such as isopropoxide, monoisopropoxyaluminum di-sec-butoxide, dimethoxyaluminum monoethoxide, diethoxyaluminum monoisopropoxide, aluminum ethylacetoacetate dimethoxide, aluminum ethylacetoacetate diethoxide, aluminum Ethyl acetoacetate diisopropoxide, acetoalkoxy aluminum diisopropoxide, methyl aluminum Methoxide, methyl aluminum diethoxide, methyl aluminum diisopropoxide, ethyl aluminum diisopropoxide, dimethoxy aluminum chloride, diethoxy aluminum chloride, diisopropoxy aluminum chloride, diisopropoxy aluminum bromide, dimethoxy aluminum hydroxide, diiso Bifunctional alkoxide compounds such as propoxyaluminum hydroxide, yttrium alkoxide compounds include trimethoxy yttrium, triethoxy yttrium, triisopropoxy yttrium, tributoxy yttrium, dimethoxymethyl yttrium, dimethoxyethyl yttrium, dimethoxyisopropyl yttrium, dimethoxyphenyl yttrium. , Dimethoxy (aceto Cetate) yttrium, diethoxymethyl yttrium, diethoxyethyl yttrium, diethoxyisopropyl yttrium, diethoxyphenyl yttrium, diethoxy (acetoacetate) yttrium, diisopropoxymethyl yttrium, diisopropoxyethyl yttrium, diisopropoxy (acetoacetate) ) Yttrium, dibutoxymethyl yttrium and the like.

鉄アルコキシド系化合物としては、トリメトキシ鉄、
トリエトキシ鉄、トリイソプロポキシ鉄、ジメトキシメ
チル鉄、ジエトキシイソプロピル鉄等、ホウ素アルコキ
シド系化合物としては、トリメトキシボラン、トリエト
キシボラン、トリイソプロポキシボラン、ジメトキシメ
チルボラン、ジエトキシイソプロピルボラン、ジメトキ
シフェニルボラン等、鉛アルコキシド系化合物として
は、シメトキシ鉛、ジエトキシ鉛、ジイソプロポキシ鉛
等、マグネシウムアルコキシド系化合物としては、ジメ
トキシマグネシウム、ジエトキシマグネシウム、ジイソ
プロポキシマグネシウム等、亜鉛アルコキシド系化合物
としては、ジメトキシ亜鉛、ジエトキシ亜鉛、ジイソプ
ロポキシ亜鉛等、バリウムアルコキシド系化合物として
は、ジメトキシバリウム、ジエトキシバリウム、ジイソ
プロポキシバリウム等がある。
As the iron alkoxide compound, trimethoxy iron,
Examples of boron alkoxide compounds such as triethoxy iron, triisopropoxy iron, dimethoxymethyl iron and diethoxyisopropyl iron include trimethoxyborane, triethoxyborane, triisopropoxyborane, dimethoxymethylborane, diethoxyisopropylborane, dimethoxyphenylborane. As the lead alkoxide compound, cimethoxy lead, diethoxy lead, diisopropoxy lead, etc., as the magnesium alkoxide compound, dimethoxy magnesium, diethoxy magnesium, diisopropoxy magnesium, etc., as the zinc alkoxide compound, dimethoxy zinc. , Barium alkoxide compounds such as diethoxyzinc, diisopropoxyzinc, etc. include dimethoxybarium, diethoxybarium, diisopropoxybarium There is.

これらのアルコキシド系化合物は単独でもまた混合物
でも使用できるが全体としては1〜4官能、好ましくは
2〜4官能、最も好ましくは2〜3官能となるように配
合してゾルを形成することが好ましい。
These alkoxide compounds can be used alone or as a mixture, but it is preferable to compound them so as to be 1 to 4 functional, preferably 2 to 4 functional, and most preferably 2 to 3 functional to form a sol. .

より好ましくは上記金属アルコキシドからなるゾル
と、金属水酸化物および金属酸化物よりなる群から選ば
れた少なくとも1種の化合物とを併用したゾルを用いる
とさらに優れた効果が得られる。
More preferably, a more excellent effect can be obtained by using a sol in which a sol composed of the above metal alkoxide and at least one compound selected from the group consisting of metal hydroxides and metal oxides are used in combination.

金属化合物、例えば金属アルコキシドがゾルを形成さ
せる方法としては、加水分解条件下で重合させる方法が
ある。
As a method of forming a sol with a metal compound, for example, a metal alkoxide, there is a method of polymerizing under a hydrolysis condition.

加水分解条件下で重合させる方法としては、水および
酸またはアルカリの存在下で行なわれる。酸としては、
塩酸、硝酸、硫酸、リン酸、炭酸、ホウ酸等の無機酸、
ギ酸、酢酸、プロピオン酸、酪酸、シュウ酸、マレイン
酸、乳酸、クエン酸、リンゴ酸等の有機酸等水溶性酸が
使用できる。また、アルカリとしては、水酸化ナトリウ
ム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、アンモニア、メ
チルアミン、エチルアミン、エタノールアミン等が使用
できる。
The method of polymerizing under hydrolysis conditions is carried out in the presence of water and an acid or an alkali. As an acid,
Inorganic acids such as hydrochloric acid, nitric acid, sulfuric acid, phosphoric acid, carbonic acid, boric acid, etc.
Water-soluble acids such as organic acids such as formic acid, acetic acid, propionic acid, butyric acid, oxalic acid, maleic acid, lactic acid, citric acid and malic acid can be used. As the alkali, sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, ammonia, methylamine, ethylamine, ethanolamine, etc. can be used.

加水分解に使用される水の量は、有機金属化合物中の
アルコキシ基のモル数に対して0.3〜50倍モルが好まし
く、特に0.5〜40倍モルが好ましい。また、酸の量は、
水のモル数に対して0〜0.5倍モルが好ましく、特に0
〜0.2倍モルが好ましい。酸の代りにアルカリを使用す
る場合には、その量は、水のモル数に対して0〜0.8倍
モルが好ましく、特に0〜0.5倍モルが好ましい。
The amount of water used for the hydrolysis is preferably 0.3 to 50 times mol, particularly preferably 0.5 to 40 times mol, based on the number of moles of alkoxy groups in the organometallic compound. The amount of acid is
It is preferably 0 to 0.5 times the molar number of water, particularly 0
It is preferably about 0.2 times by mole. When an alkali is used instead of the acid, the amount thereof is preferably 0 to 0.8 times, and more preferably 0 to 0.5 times the mole of water.

加水分解条件下での重合は、0〜100℃、好ましくは2
0〜80℃の温度で攪拌下に行なわれる。反応は、減圧
下、常圧下または加圧下のいずれでも行なうことができ
る。この場合、水は反応混合液中に直接添加してもよい
が、水−不活性ガス(例えば窒素、アルゴン、ヘリウ
ム、メタン、エタン、プロパン等)混合気体として使用
してもよく、これにより加水分解の制御を容易にするこ
とができる。酸、アルカリにおいても例えば塩化水素、
炭酸ガス、アンモニア等は水溶液にして添加してもよい
が、ガス状で連続的に反応媒体中に吹き込んで使用して
もよく、この場合不活性ガスとして上記不活性ガスが使
用でき、これにより加水分解の制御を容易にすることが
できる。また、該反応は無溶媒下に行なうこともできる
が、有機溶媒中で行なうことが望ましい。特に金属アル
コキシドを溶解し得る有機溶媒がより好ましい。有機溶
媒としては、例えばメタノール、エタノール、n−プロ
パノール、イソプロパノール、n−ブタノール、イソブ
タノール、sec−ブタノール、ヘキサノール、オクタノ
ール等のアルコール類、n−ヘキサン、n−ヘプタン、
n−オクタン、イソオクタン等の脂肪族炭化水素類、シ
クロヘキサン、シクロヘプタン等の脂環式炭化水素類、
酢酸エチル、酢酸イソプロピル等のエステル類、アセト
ン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シ
クロヘキサノン等のケトン類、ジエチルエーテル、ジオ
キサン等のエーテル類、メチルセロソルブ、エチルセロ
ソルブ、ブチルセロソルブ等のセロソルブ類、ベンゼ
ン、トルエン、キシレン等の芳香族炭化水素類等があ
る。
Polymerization under hydrolysis conditions is 0 to 100 ° C, preferably 2
It is carried out with stirring at a temperature of 0 to 80 ° C. The reaction can be carried out under reduced pressure, normal pressure or increased pressure. In this case, water may be added directly to the reaction mixture, but may also be used as a water-inert gas (for example, nitrogen, argon, helium, methane, ethane, propane, etc.) mixed gas, whereby water is added. Control of decomposition can be facilitated. In acid and alkali, for example, hydrogen chloride,
Carbon dioxide, ammonia and the like may be added in the form of an aqueous solution, but may be used by continuously blowing them in a gaseous state into the reaction medium. In this case, the above inert gas can be used as the inert gas. Control of hydrolysis can be facilitated. Further, the reaction can be carried out without a solvent, but it is preferably carried out in an organic solvent. In particular, an organic solvent capable of dissolving the metal alkoxide is more preferable. Examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol, isopropanol, n-butanol, isobutanol, sec-butanol, hexanol and octanol, n-hexane, n-heptane,
Aliphatic hydrocarbons such as n-octane and isooctane, alicyclic hydrocarbons such as cyclohexane and cycloheptane,
Esters such as ethyl acetate and isopropyl acetate, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone, methyl isobutyl ketone and cyclohexanone, ethers such as diethyl ether and dioxane, cellosolves such as methyl cellosolve, ethyl cellosolve and butyl cellosolve, benzene, toluene and xylene. And other aromatic hydrocarbons.

これらの金属アルコキシドに金属水酸化物および/ま
たは金属酸化物を併用する場合には、ゾル形成後にこれ
らの化合物を均一に配合することもできるが、好ましく
は該水酸化物および/または酸化物の存在下にゾルおよ
び/またはゲル形成反応を行なうことである。
When a metal hydroxide and / or a metal oxide is used in combination with these metal alkoxides, these compounds can be uniformly blended after the formation of the sol, but preferably the hydroxide and / or the oxide Performing the sol and / or gel forming reaction in the presence.

このようにして形成されたゾルおよび/またはゲルは
所定の形状を有する成型用型に注入されたのち、そのま
まあるいはゲル化したのち、超臨界条件下で超臨界流体
により脱溶媒および脱水を行なうことによりセラミック
ス前駆体成形体が得られる。
The sol and / or gel thus formed is poured into a molding die having a predetermined shape, and then, as it is or after gelation, desolvation and dehydration are carried out with a supercritical fluid under supercritical conditions. A ceramic precursor compact is thus obtained.

超臨界状態とは、物質の気液臨界点(臨界温度、臨界
圧力)を越えた状態であり、ここでは臨界温度とは気体
を液化し得る最高の温度であり、これ以上の温度では圧
力をいくら上げても液化が起らない状態である。本発明
方法において超臨界条件の形成に使用される媒体、すな
わち超臨界流体としては、二酸化炭素、アンモニア、エ
タン、プロパン、ブタン、ペンタン、トルエン、フロ
ン、水、アルコール(例えばメタノール、エタノール、
イソプロパノール等)等がある。該超臨界処理を行なう
ためのプロセスとしては種々あるが、一例を挙げると、
例えば、まず抽出槽に前記ゾルを注入した成形用型を投
入し、超臨界状態に加圧された流体を所定の温度で供給
することにより、ゾルおよび/またはゲル中の溶媒およ
び水分の除去を行なう。ついで、該抽出槽は定温下に減
圧され、溶媒および水分を含む流体は該抽出槽より排出
されて分離槽へ送られ、該流体の密度低下により溶媒お
よび水分に対する溶解力を失い、該分離槽において超臨
界流体と溶媒および水分とに分離され、該流体は再度使
用される。なお、超臨界流体槽の分離方法には、この他
にも温度変化による分離法、吸着剤を用いた分離法等が
ある。
The supercritical state is a state in which the gas-liquid critical point (critical temperature, critical pressure) of a substance is exceeded. Here, the critical temperature is the highest temperature at which a gas can be liquefied, and the pressure above that Liquefaction does not occur even if raised. The medium used for forming supercritical conditions in the method of the present invention, that is, the supercritical fluid, is carbon dioxide, ammonia, ethane, propane, butane, pentane, toluene, freon, water, alcohol (for example, methanol, ethanol,
Isopropanol etc.) etc. There are various processes for performing the supercritical treatment, but one example is as follows.
For example, first, a mold for injection of the sol is put into an extraction tank, and a fluid pressurized to a supercritical state is supplied at a predetermined temperature to remove the solvent and water in the sol and / or gel. To do. Then, the extraction tank is depressurized at a constant temperature, the fluid containing the solvent and the water is discharged from the extraction tank and sent to the separation tank, and the density of the fluid decreases to lose the dissolving power for the solvent and the water. In, the supercritical fluid is separated into solvent and water, and the fluid is reused. In addition to the above, as a method for separating the supercritical fluid tank, there are a separation method using a temperature change, a separation method using an adsorbent, and the like.

このようにして得られるセラミックス前駆体成形体
は、600〜1,800℃、好ましくは800〜1,500℃の温度で焼
成することによりセラミックス成形体が得られる。
The ceramic precursor compact thus obtained is fired at a temperature of 600 to 1,800 ° C., preferably 800 to 1,500 ° C. to obtain a ceramic compact.

(実施例) つぎに、実施例を挙げて本発明方法をさらに詳細に説
明する。
(Example) Next, the method of the present invention will be described in more detail with reference to Examples.

実施例1 トリエトキシメチルシラン38重量部をエタノール39重
量部に溶解し、これに水10重量部および28%アンモニア
水5重量部を添加し、60℃で3時間反応を行なってゾル
92重量部を得た。得られたゾルをセルロースからなる円
筒状容器に注入し、抽出媒体(超臨界流体)として二酸
化炭素を用い、45℃の温度および200kg/cm2の圧力を超
臨界圧条件下で該ゾル中の溶媒および水分の除去を2時
間行なったところ、均一な細孔径を有する多孔質成形体
が得られた。この多孔質成形体を空気雰囲気中1,000℃
で5時間焼成したところ、均一な細孔径を有する気孔率
45%のシリカ焼結成形体が得られた。
Example 1 38 parts by weight of triethoxymethylsilane was dissolved in 39 parts by weight of ethanol, 10 parts by weight of water and 5 parts by weight of 28% ammonia water were added thereto, and the mixture was reacted at 60 ° C. for 3 hours to obtain a sol.
92 parts by weight were obtained. The obtained sol was poured into a cylindrical container made of cellulose, carbon dioxide was used as an extraction medium (supercritical fluid), and a temperature of 45 ° C. and a pressure of 200 kg / cm 2 were applied under supercritical pressure conditions in the sol. When the solvent and water were removed for 2 hours, a porous molded body having a uniform pore size was obtained. This porous molded body was placed in an air atmosphere at 1,000 ° C.
Porosity with uniform pore size when fired for 5 hours
A 45% silica sintered compact was obtained.

実施例2 アルミニウムトリイソプロポキシド1モルに対して80
℃の水100モルを加え、さらに硝酸0.07モルを添加した
のち、攪拌しながら90℃で3日間解膠処理を行なってほ
ぼ透明なアルミナゾル(ベーマイトゾル)を得た。この
アルミナゾルを加熱により濃縮して粘度5ポイズのゾル
を得た。このゾルを開口したステンレス鋼製角型容器に
流し込み、超臨界ガス抽出装置に入れ、エタノールを用
い300℃の温度および200kg/cm2の圧力の超臨界圧条件下
で5時間処理し、ほぼ完全に水およびアルコールを抽出
除去した。得られた成形物にはクラックは全く認められ
なかった。この成形物を電気炉中で徐々に加熱し、1200
℃の温度で3時間保持したところ、気孔率50%のアルミ
ナ焼結成形体が得られた。
Example 2 80 mol per mol of aluminum triisopropoxide
After adding 100 mol of water at 0 ° C and 0.07 mol of nitric acid, peptization treatment was carried out at 90 ° C for 3 days while stirring to obtain an almost transparent alumina sol (boehmite sol). This alumina sol was concentrated by heating to obtain a sol having a viscosity of 5 poise. This sol was poured into a square stainless steel container with an opening, placed in a supercritical gas extraction device, and treated with ethanol at a temperature of 300 ° C. and a pressure of 200 kg / cm 2 for 5 hours to obtain almost perfection. Water and alcohol were extracted and removed. No cracks were observed in the obtained molded product. This molded product is gradually heated in an electric furnace to 1200
When kept at a temperature of ° C for 3 hours, an alumina sintered compact having a porosity of 50% was obtained.

比較例1 実施例1と同様の方法でゾルを調製し、開口したステ
ンレス鋼製角型容器に注入し、開口部をアルミニウム箔
で覆い、ピンホールを数個あけ、45℃の温度で乾燥した
ところ、5日後ゲルに亀裂を生じ、その後割れてゲル片
となった。
Comparative Example 1 A sol was prepared in the same manner as in Example 1, poured into an open stainless steel rectangular container, the opening was covered with aluminum foil, several pinholes were opened, and dried at a temperature of 45 ° C. However, after 5 days, the gel was cracked and then cracked into gel pieces.

比較例2 実施例2と同様の方法でアルミナ前駆体ゾルを調製
し、該ゾルを開口したステンレス鋼製角型容器に注入
し、開口部をアルミニウム箔で覆い、ピンホールを数個
あけ、室温で穏やかに乾燥したところ、5日目に該ゲル
に亀裂を生じ、10日後には割れて数個のゲル片に分離し
た。
Comparative Example 2 An alumina precursor sol was prepared in the same manner as in Example 2, the sol was poured into a square stainless steel container having an opening, the opening was covered with an aluminum foil, and a few pinholes were formed at room temperature. The gel was cracked after 5 days, and after 10 days, it cracked and separated into several gel pieces.

実施例3 テトラエトキシチタン38重量部をエタノール39重量部
に溶解し、これに水8重量部および35%塩酸1重量部を
添加し、60℃で3時間反応を行なってゾル86重量部を得
た。得られたゾルをセルロースからなる円筒状容器に注
入し、抽出媒体(超臨界流体)として二酸化炭素を用
い、45℃の温度および200kg/cm2の圧力の超臨界圧条件
下で該ゾル中の溶媒および水分の除去を5時間行なった
ところ、均一な細孔径を有する多孔質成形体が得られ
た。この多孔質成形体を空気雰囲気中で1,200℃5時間
焼成したところ、気孔率48%のチタニア焼結成形体が得
られた。
Example 3 38 parts by weight of tetraethoxy titanium was dissolved in 39 parts by weight of ethanol, 8 parts by weight of water and 1 part by weight of 35% hydrochloric acid were added thereto, and the mixture was reacted at 60 ° C. for 3 hours to obtain 86 parts by weight of sol. It was The obtained sol was poured into a cylindrical container made of cellulose, carbon dioxide was used as an extraction medium (supercritical fluid), and the sol in the sol under the supercritical pressure conditions of a temperature of 45 ° C. and a pressure of 200 kg / cm 2 was used. After removing the solvent and water for 5 hours, a porous molded body having a uniform pore size was obtained. When this porous compact was fired in an air atmosphere at 1,200 ° C. for 5 hours, a titania sintered compact having a porosity of 48% was obtained.

実施例4 トリエトキシメチルジルコニウム38重量部をエタノー
ル39重量部に溶解し、これに水6重量部および35%塩酸
1重量部を添加し、60℃で5時間反応を行なってゾル84
重量部を得た。得られたゾルをセルロースからなる円筒
状容器に注入し、抽出媒体(超臨界流体)として二酸化
炭素を用い、45℃の温度および200kg/cm2の圧力の超臨
界圧条件下で該ゾル中の溶媒および水分の除去を5時間
行なったところ、均一な細孔径を有する多孔質成形体が
得られた。この多孔質成形体を空気雰囲気中で1,500℃
5時間焼成したところ、均一な細孔径を有する気孔率45
%のジルコニア焼結成形体が得られた。
Example 4 38 parts by weight of triethoxymethylzirconium was dissolved in 39 parts by weight of ethanol, 6 parts by weight of water and 1 part by weight of 35% hydrochloric acid were added thereto, and the mixture was reacted at 60 ° C. for 5 hours to obtain sol 84.
Parts by weight were obtained. The obtained sol was poured into a cylindrical container made of cellulose, carbon dioxide was used as an extraction medium (supercritical fluid), and the sol in the sol under the supercritical pressure conditions of a temperature of 45 ° C. and a pressure of 200 kg / cm 2 was used. After removing the solvent and water for 5 hours, a porous molded body having a uniform pore size was obtained. This porous compact was placed in an air atmosphere at 1,500 ° C.
When fired for 5 hours, it has a porosity of 45 with a uniform pore size.
% Zirconia sintered compact was obtained.

実施例5 トリエトキシメチルシラン3重量部およびアルミニウ
ムトリイソプロポキシド7重量部をイソプロパノール10
重量部に溶解し、これに水2重量部および35%塩酸1重
量部を添加し、60℃で3時間反応を行なってゾル23重量
部を得た。得られたゾルをセルロースからなる円筒状容
器に注入し、抽出媒体(超臨界流体)として二酸化炭素
を用い、45℃の温度および200kg/cm2の圧力の超臨界圧
条件下で該ゾル中の溶媒および水分の除去を5時間行な
ったところ、均一な細孔径を有する多孔質成形体が得ら
れた。この多孔質成形体を空気雰囲気中で1,200℃で5
時間焼成したところ、均一な細孔径を有する気孔率35%
のアルミナ−シリカ焼結成形体が得られた。
Example 5 3 parts by weight of triethoxymethylsilane and 7 parts by weight of aluminum triisopropoxide were added to 10 parts of isopropanol.
After dissolving in 1 part by weight, 2 parts by weight of water and 1 part by weight of 35% hydrochloric acid were added, and the mixture was reacted at 60 ° C. for 3 hours to obtain 23 parts by weight of sol. The obtained sol was poured into a cylindrical container made of cellulose, carbon dioxide was used as an extraction medium (supercritical fluid), and the sol in the sol under the supercritical pressure conditions of a temperature of 45 ° C. and a pressure of 200 kg / cm 2 was used. After removing the solvent and water for 5 hours, a porous molded body having a uniform pore size was obtained. This porous molded body is heated in an air atmosphere at 1,200 ° C for 5
Porosity of 35% with uniform pore size when fired for hours
Alumina-silica sintered compact of was obtained.

実施例6 トリメトキシエチルシラン5重量部およびシリカ粉末
5重量部をメタノール10重量部に溶解し、これに水1重
量部および35%塩酸0.5重量部を添加し、60℃で5時間
反応を行なってゾル21.5重量部を得た。得られたゾルを
セルロースからなる円筒状容器に注入し、抽出媒体(超
臨界流体)として二酸化炭素を用い、45℃の温度および
200kg/cm2の圧力の超臨界圧条件下で該ゾル中の溶媒お
よび水分の除去を2時間行なったところ、均一な細孔径
を有する多孔質成形体が得られた。この多孔質成形体を
空気雰囲気中で1,000℃で5時間焼成したところ、均一
な細孔径を有する気孔率35%のシリカ焼結成形体が得ら
れた。
Example 6 5 parts by weight of trimethoxyethylsilane and 5 parts by weight of silica powder were dissolved in 10 parts by weight of methanol, 1 part by weight of water and 0.5 part by weight of 35% hydrochloric acid were added thereto, and the reaction was carried out at 60 ° C. for 5 hours. To obtain 21.5 parts by weight of sol. The obtained sol was poured into a cylindrical container made of cellulose and carbon dioxide was used as an extraction medium (supercritical fluid) at a temperature of 45 ° C and
When the solvent and water in the sol were removed for 2 hours under the supercritical pressure condition of 200 kg / cm 2 , a porous molded body having a uniform pore size was obtained. When this porous compact was fired in an air atmosphere at 1,000 ° C. for 5 hours, a silica sintered compact having a uniform pore size and a porosity of 35% was obtained.

実施例7 アルミニウムトリエトキシド1モルに対してアルミナ
粉末5モルおよび80℃の水100モルを加え、さらに硝酸
0.07モルを添加したのち、攪拌しながら90℃で3日間解
膠処理をおこなってアルミナゾルを得た。このアルミナ
ゾルを加熱により濃縮して粘度5ポイズのゾルを得た。
このゾルを開口したステンレス鋼製角型容器に流し込
み、超臨界ガス抽出装置に入れ、炭酸ガスを用い45℃の
温度および200kg/cm2の圧力の超臨界圧条件下で5時間
処理し、ほぼ完全に水およびアルコールを抽出除去し
た。得られた成形物にはクラックは全く認められなかっ
た。この成形物を電気炉中で徐々に加熱し、1,200℃の
温度で5時間保持したところ、気孔率42%のアルミナ焼
結成形体が得られた。
Example 7 5 mol of alumina powder and 100 mol of water at 80 ° C. were added to 1 mol of aluminum triethoxide, and nitric acid was further added.
After adding 0.07 mol, peptization treatment was performed at 90 ° C. for 3 days while stirring to obtain an alumina sol. This alumina sol was concentrated by heating to obtain a sol having a viscosity of 5 poise.
This sol was poured into an open stainless steel rectangular container, placed in a supercritical gas extraction apparatus, and treated with carbon dioxide gas at a temperature of 45 ° C. and a pressure of 200 kg / cm 2 for 5 hours under supercritical pressure conditions. Water and alcohol were completely extracted and removed. No cracks were observed in the obtained molded product. When this molded product was gradually heated in an electric furnace and held at a temperature of 1,200 ° C. for 5 hours, an alumina sintered molded product having a porosity of 42% was obtained.

(発明の効果) 以上述べたように、本発明によるセラミックス前駆体
成形体の製造方法は、金属化合物からゾルを形成し、該
ゾルを成形用型に注入し、そのままあるいはゲル化した
のち、超臨界条件下で超臨界流体による脱溶媒および脱
水を行なうことにより成形体を得るものであるから、溶
媒および水等が該成形体の内部から超臨界流体中へ徐々
に拡散して均一に除去される。このため、従来から行な
われている通常の乾燥法に比べて細孔径が均一に制御さ
れた多孔質なものが得られ、またその後の緻密化処理お
よび焼成を行なうことによりひび割れのない大型の緻密
なセラミックス焼結体を得ることも可能である。また、
超臨界流体による脱溶媒、脱水の結果、得られるセラミ
ックス前駆体には開気孔が形成され、最終的にセラミッ
クスとして使用される光ファイバー、フィルター等にと
って有害な水酸基、その他の官能基を充分に除去するこ
とができるため、性能の向上が著しい。
(Effects of the Invention) As described above, the method for producing a ceramics precursor molded body according to the present invention comprises forming a sol from a metal compound, injecting the sol into a molding die, and as-is or after gelling the supersol. Since a molded product is obtained by desolventizing and dehydrating with a supercritical fluid under critical conditions, the solvent, water, etc. are gradually diffused from the inside of the molded product into the supercritical fluid and uniformly removed. It As a result, compared to conventional drying methods, it is possible to obtain a porous material in which the pore size is controlled more uniformly. It is also possible to obtain various ceramics sintered bodies. Also,
As a result of desolvation and dehydration with a supercritical fluid, open pores are formed in the resulting ceramic precursor, and the hydroxyl groups and other functional groups that are harmful to the optical fibers, filters, etc. that are ultimately used as ceramics are sufficiently removed. Therefore, the performance is remarkably improved.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 堀 誠 福岡県北九州市八幡西区東浜町1番1号 黒崎窯業株式会社技術研究所内 (72)発明者 金井 隆雄 神奈川県川崎市中原区井田1618番地 新日 本製鐵株式會社第一技術研究所内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (72) Inventor Makoto Hori 1-1, Higashihama-cho, Hachimansai-ku, Kitakyushu, Fukuoka Kurosaki Ceramics Co., Ltd. Technical Research Institute (72) Inventor Takao Kanai 1618 Ida, Nakahara-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa Shin Nippon Steel Co., Ltd.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】金属化合物からゾルを形成し、該ゾルを成
形用型に注入し、そのままあるいはゲル化したのち、超
臨界条件下で超臨界流体により脱溶媒および脱水を行な
うことにより成形体を得ることを特徴とするセラミック
ス前駆体成形体の製造方法。
1. A sol is formed from a metal compound, the sol is injected into a molding die, and as it is or after gelation, a molded product is obtained by desolvation and dehydration with a supercritical fluid under supercritical conditions. A method for producing a ceramics precursor compact, which is obtained.
【請求項2】金属化合物から形成されるゾルが金属アル
コキシド系組成物からなるゾルである特許請求の範囲第
1項に記載の製造方法。
2. The production method according to claim 1, wherein the sol formed from the metal compound is a sol formed from a metal alkoxide composition.
【請求項3】金属化合物から形成されるゾルが金属水酸
化物および金属酸化物よりなる群から選ばれた少なくと
も1種の化合物と金属アルコキシド系組成物からなるゾ
ルである特許請求の範囲第1項に記載の製造方法。
3. A sol formed of a metal compound is a sol composed of at least one compound selected from the group consisting of metal hydroxides and metal oxides and a metal alkoxide-based composition. The manufacturing method according to item.
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