水ガラスの固化方法

質問

水ガラスの固化方法で困っています。

容器の中に一回り小さな容器を入れて、その隙間を無機質な水ガラスを使って埋めたいと考えています。

薬品メーカーの指示通りの割合で水ガラスに硬化剤を入れて固化しました。
水ガラスは、シリコンのような状態にまで固化したのですが、当方はガラスのように堅くしたいと考えています。
また、水分が多く残ってしまったので、それもなくしたいと考えています。

科学は分野ではない素人なので、詳しく教えていただけたら幸いです。

回答No.5

noname#230359 · ベストアンサー

まず質問からはサイズがわからないのですが
半導体製造ではＳＯＧなど非常に一般的に無機ガラス皮膜を生成していますし
シラン系材料の加水反応で無機ガラス系の硬化材料を得ることは可能です。

ただし
大きな充填には原材料価格が高過ぎる。
充分な硬化までに結構時間がかかる。
時間を短縮するには加熱すればいいが透明度が出ない可能性が高い。
また硬すぎるので硬化時収縮や熱収縮により容器との密着度が出なかったり
ヒビが入ったりする。

などがあり、有機材料で埋めたほうが取り扱いが簡単ではあります。

有機材料だと短紫外線などには耐性が小さいので
長期間曝露されると黄ばみなどの変化が出る可能性はありますね

水ガラスを硬くしたいというなら、加熱して水分を追い出せば
シリカゲル程度の硬度にはなります。
いっそのこと微小珪酸ガラス球をフィラーとして混ぜて仕舞えば
でもかなりの固さっぽく仕上げることできるのでは。

上記追記訂正
誤＞でもかなりの固さ
正＞水ガラスでもかなりの固さ

価格的には使えないとは思いますが
４００℃程度で融ける低融点ガラスで充填すると言う手もありますね。

回答No.4

noname#230359

> 当方が使用した水ガラスは、３号珪酸ソーダです。
> 硬化剤は、菱晃　エヌタイト－５Ｓです。
> 容器は、外容器、内容器ともに鉄製です。
> 容器の隙間に水ガラスを注入して、隙間を埋めてすぐに硬化させずに時間を> １日ぐらいかけて硬化させたいと考えています。
> その際に、容器が鉄製なので水分はなくしたいと考えています。
容器が鉄製で、アルカリ系水ガラスの硬化剤は酸系なので、そこで腐食が発生するのでは？

さて、ガラスにように硬化するなら、水ガラスや液体ガラスを含んだ透明の接着剤を
選んだ方が得策と考えます。〈１日位の遅効性で、硬度がガラス程度に硬い〉
詳細は、接着剤屋さんに相談してください。

又は、ガラスの硬化剤が入っている透明樹脂で、樹脂硬度が高い物で代用。
透明コンクリートは、透明度が悪いが使用できる程度なら、確認してみてください。

回答No.3

noname#230359

水ガラスは　＜シリコンのような状態にまで固化した＞　まででオシマイです。
＜ガラスのように堅く＞　はなりません。

　　http://www.aichi-c.ed.jp/contents/rika/koutou/kagaku/ka6/keisan/keisan.htm

理科実験では
珪酸ﾅﾄﾘｳﾑを水で６～８倍程度に薄める。
塩酸を加えて化学反応させると水ガラス（珪酸ﾅﾄﾘｳﾑ）が珪酸になる。
その珪酸が寒天状態となる。

硬くするには水分を抜かねばならず加熱など。それで水分が蒸発すると残るものは珪酸と塩化ﾅﾄﾘｳﾑ（食塩）の粉末で体積は激減。
この珪酸粉末は寒天の元のようなスカスカで水蒸気を吸収しやすいから乾燥剤に使われる。

　　http://www.fuji-chemical.com/product_keisan_soda.html

固めるのは他の方法もあるが、それとて水を追出してガラスのように硬くすることはできません。

寒天の例えどおりです。水を抜けばスカスカ状態になるだけ。
結局ガラスのように緻密にすることは無理です。

お礼

ご回答いただき誠にありがとうございます。

１週間程前に、珪酸ソーダを水で薄めて、硬化剤で固めたものがあるのですが、未だに固さはなく、もろいシリコン状になっています。
また、水分も多く残っています。

他の物質も視野に入れて、色々調べてみます。
ご指導ありがとうございました。

回答No.2

noname#230359

まあ普通は透明レジンを使うと思いますが
http://item.rakuten.co.jp/grass-road/530890/#530890

お礼

ご回答ありがとうございます。
透明レジンは、初めて聞く物質なので、少し調べてみました。

透明レジンは、有機質の合成樹脂ということのようですが、できれば無機質な物質でできればと考えております。
無機質な物質で何かございましたら、ご指導いただければ幸いです。

回答No.1

noname#230359

水ガラスの硬化剤は何でしょうか？
また、何系でしょうか？

水ガラスは、アルカリ系なので、硬化剤が酸系である可能性が高い。
硬化剤が酸系なら、容器がガラスであれば、ガラスを溶かします。
溶けたガラスは、水ガラスではないので、水ガラスの硬化剤では固まりません。

水ガラスと液体ガラス、それとそれぞれの硬化剤又は硬化原理。
水ガラス用硬化剤での容器溶解反応と、硬化剤の変化や水分分離。
以上を、使用している水ガラスの製造メーカーに聞いてみてください。

また、薬品メーカーにも同様の内容で聞いてみてください。

一つ疑問ですが、水ガラスの成分を確認して、薬品メーカーに問い合わせして、指示を
受けているのでしょうね。
また、液体ガラスを水ガラスと勘違いはしていないですよね。
それ等も、少し気になります。

薬品メーカーの指示通りの割合で水ガラスに硬化剤を入れて固化しました
は、良く例えられるコンクリートと同じ硬化プロセスをする硬化剤と理解しています。
その内容も含めて、再確認してみてください。

参考URL：

http://www.sai-paint.co.jp/glass_seatsys.html

お礼

ご回答いただき誠にありがとうございました。
非常に勉強になりました。

当方が使用した水ガラスは、３号珪酸ソーダです。
硬化剤は、菱晃　エヌタイト－５Ｓです。
容器は、外容器、内容器ともに鉄製です。
容器の隙間に水ガラスを注入して、隙間を埋めてすぐに硬化させずに時間を１日ぐらいかけて硬化させたいと考えています。
その際に、容器が鉄製なので水分はなくしたいと考えています。
また、固さもシリコン状ではなく、ガラスのように堅くしたいです。
有機質な物質は、今回は使用したくないので水ガラスを探しました。
モルタルも考えたのですが、流動性や固化した時の体積の減少、衝撃に弱いことから水ガラスを仕様できないか模索中です。
液体ガラスも調べていますが、コーティング剤のようなもの？ぐらいしかまだ理解しておりません。
もう少し、色々と調べて見ようと考えています。
何かアドバイスなどありましたら、大変お手数ですが、ご指導いただければ幸いです。