いい朝である

今朝はいつもより20分早いバスに乗った。事務所まで少し離れたところのバス停で降りた。私は雑踏を歩くのが好きだ。その雑踏の中でいろんなことに瞑想する。事務所の近くのスーパーで水とリンゴを買った。総歩数は４９５６歩。その水で入れたインスタントコーヒーを飲む。

最近ずっと考えていることがある。シリカゾルをゲル化するとき、常温でゲル化させると離水が起こる。加温すると離水は起きない。普通、シリカゾルは縮合脱水し、浸透圧が下がりゲル化した表面から液体が染み出る。シリカの脱水縮合は単純な反応であるから液体をはじき出す。この離水液を調べてみると不純物が多い。一方、加温するとゲルから離水は起きず保水される。一見、加温するとゲル化は早くなることから加温した方が離水が多くなりゲルも収縮するように思える。これを浸透圧から考えてみると、常温の場合は浸透圧が低く、加温の場合は浸透圧が高くなる。別な面から考えれば、常温の場合はゲル表面の細孔が水が抜ける大きさであるということであり、加温するとゲルの表面の最高は水も通さない大きさであるということだ。すなわちシリカゾルを加温するとゾルの表面が縮合脱水し、緻密な細孔となり、内部の水は出れなくなる。それに対し、常温でゲル化させるとゾル全体がゲル化するため、大量の水がゲル内部の圧力を高め、離水するのではないだろうか。

実はゲルの冷凍ー解凍処理では、ゲルの強度と解凍後の粒度とは相関がある。ゲルの強度が高いと粒径は大きくなり、強度が低いと粒径は小さくなる。これを利用すルためにはゾルのシリカ濃度を変えてやるということになる。常温でゲル化させると離水が起こり、ゲルの強度が上がるため、少し温めてゲル化させ冷凍ー解凍を行っている。このことによって合成シリカ粉の不純物濃度には影響は表れなかったが、どうしてなのだろう。

水ガラスと硫酸によりシリカゾルを作る。このシリカゾルのシリカ濃度は１５％程度なので、硫酸ナトリウム塩の影響もあって常温に戻すとすぐゲル化する。ゲルは割れるが、水の中に入れて硫酸ナトリウムを除去するときもゲル化は進む。このシリカゲルの細孔は大きい。ゆえに酸処理での精製も焼成での脱OHもイオン交換法より容易である。

今、硫酸中和法のプラントを設計中であるが、ほぼ連続ラインとなっている。焼成も連続である。コストはｋｇ当たり５００円程度であり天然石英に対抗できる。

技術者にとって一番大切なことは「ひらめき」である。そして実験をする。最後は理論で説明する。ひらめきは文献や特許をたくさん読むことでは生まれない。頭で瞑想することで生まれる。