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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2022117250
(43)【公開日】2022-08-10
(54)【発明の名称】ゾル、ゲル及びシリカ多孔体を製造する装置及び方法
(51)【国際特許分類】
C01B 33/141 20060101AFI20220803BHJP
B01J 31/04 20060101ALI20220803BHJP
C04B 38/00 20060101ALI20220803BHJP
【ＦＩ】
C01B33/141
B01J31/04 M
C04B38/00 304Z
【審査請求】有
【請求項の数】14
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2021013842
(22)【出願日】2021-01-29
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2021-08-25
(71)【出願人】
【識別番号】000006183
【氏名又は名称】三井金属鉱業株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】100091487
【弁理士】
【氏名又は名称】中村 行孝
(74)【代理人】
【識別番号】100120031
【弁理士】
【氏名又は名称】宮嶋 学
(74)【代理人】
【識別番号】100120617
【弁理士】
【氏名又は名称】浅野 真理
(74)【代理人】
【識別番号】100126099
【弁理士】
【氏名又は名称】反町 洋
(74)【代理人】
【識別番号】100172557
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 啓靖
(72)【発明者】
【氏名】大迫 隆男
(72)【発明者】
【氏名】加藤 和彦
(72)【発明者】
【氏名】小林 裕
【テーマコード（参考）】
4G019
4G072
4G169
【Ｆターム（参考）】
4G019GA04
4G072AA25
4G072AA28
4G072BB01
4G072BB15
4G072CC01
4G072GG04
4G072HH30
4G072JJ11
4G072KK01
4G072MM01
4G072MM22
4G072PP01
4G072PP03
4G072PP05
4G072TT08
4G072UU11
4G072UU15
4G072UU17
4G169AA06
4G169BE08A
4G169BE08B
4G169CB81
(57)【要約】
【課題】本発明は、混合液を効果的に冷却しながら、混合液のゾル化を十分に管理された条件下で進行させ、均質なゾルを工業的に製造すること、ひいては、相分離過程を伴うゾル－ゲル転移を誘起させ、骨格相と溶媒相との共連続構造を有するゲルを製造すること、及び、マクロ孔を有するシリカ多孔体を製造することを可能とする装置及び方法を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明は、マクロ孔を有するシリカ多孔体の製造に用いられるゾルを製造するゾル製造装置（１）であって、シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液を調製する混合部（１１）と、シリカ前駆体を混合部（１１）に供給する第１供給部（１２）と、触媒及びマクロ孔形成剤を混合状態で混合器（１１）に供給する第２供給部（１３Ａ）と、混合部（１１）から混合液（Ｍ）を排出する排出管（１４）と、排出管（１４）を流れる混合液（Ｍ）を３５℃以下に冷却する冷却部（１５）とを備える、ゾル製造装置（１）を提供する。
【選択図】図２
【解決手段】本発明は、マクロ孔を有するシリカ多孔体の製造に用いられるゾルを製造するゾル製造装置（１）であって、シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液を調製する混合部（１１）と、シリカ前駆体を混合部（１１）に供給する第１供給部（１２）と、触媒及びマクロ孔形成剤を混合状態で混合器（１１）に供給する第２供給部（１３Ａ）と、混合部（１１）から混合液（Ｍ）を排出する排出管（１４）と、排出管（１４）を流れる混合液（Ｍ）を３５℃以下に冷却する冷却部（１５）とを備える、ゾル製造装置（１）を提供する。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
マクロ孔を有するシリカ多孔体の製造に用いられるゾルを製造するゾル製造装置であって、
シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液を調製する混合部と、
前記シリカ前駆体を前記混合部に供給する第１供給部と、
前記触媒及び前記マクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に前記混合部に供給する第２供給部と、
前記混合部から前記混合液を排出する排出管と、
前記排出管を流れる前記混合液を３５℃以下に冷却する冷却部と、
を備える、前記ゾル製造装置。
シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液を調製する混合部と、
前記シリカ前駆体を前記混合部に供給する第１供給部と、
前記触媒及び前記マクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に前記混合部に供給する第２供給部と、
前記混合部から前記混合液を排出する排出管と、
前記排出管を流れる前記混合液を３５℃以下に冷却する冷却部と、
を備える、前記ゾル製造装置。
【請求項2】
前記混合部で調製される前記混合液が、メソ孔形成剤をさらに含み、
前記第２供給部が、前記メソ孔形成剤を、前記触媒及び前記マクロ孔形成剤の一方若しくは両方との混合状態で、又は、前記触媒及び前記マクロ孔形成剤とは別々に、前記混合部に供給する、請求項１に記載のゾル製造装置。
前記第２供給部が、前記メソ孔形成剤を、前記触媒及び前記マクロ孔形成剤の一方若しくは両方との混合状態で、又は、前記触媒及び前記マクロ孔形成剤とは別々に、前記混合部に供給する、請求項１に記載のゾル製造装置。
【請求項3】
前記冷却部が冷却媒体を備えており、
前記排出管のうち前記冷却媒体と接触している部分の内径が０．５ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、前記部分の長さが５０ｍｍ以上１００００ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載のゾル製造装置。
前記排出管のうち前記冷却媒体と接触している部分の内径が０．５ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、前記部分の長さが５０ｍｍ以上１００００ｍｍ以下である、請求項１又は２に記載のゾル製造装置。
【請求項4】
前記冷却部が、前記排出管を流れる前記混合液を３秒以上冷却する、請求項１～３のいずれか一項に記載のゾル製造装置。
【請求項5】
前記排出管を通じて排出される前記混合液を回収する回収用容器、及び、前記回収用容器に回収された前記混合液を撹拌する撹拌部をさらに備える、請求項１～４のいずれか一項に記載のゾル製造装置。
【請求項6】
マクロ孔を有するシリカ多孔体の製造に用いられるゲルを製造するゲル製造装置であって、
前記ゲル製造装置は、ゾル製造部と、ゲル製造部とを備え、
前記ゾル製造部は、
シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液を調製する混合部と、
前記シリカ前駆体を前記混合部に供給する第１供給部と、
前記触媒及び前記マクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に前記混合部に供給する第２供給部と、
前記混合部から前記混合液を排出する排出管と、
前記排出管を流れる前記混合液を３５℃以下に冷却する冷却部と、
を備え、
前記ゲル製造部は、前記ゾル製造部により製造されたゾルをゲル化温度に加熱する加熱部を備える、前記ゲル製造装置。
前記ゲル製造装置は、ゾル製造部と、ゲル製造部とを備え、
前記ゾル製造部は、
シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液を調製する混合部と、
前記シリカ前駆体を前記混合部に供給する第１供給部と、
前記触媒及び前記マクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に前記混合部に供給する第２供給部と、
前記混合部から前記混合液を排出する排出管と、
前記排出管を流れる前記混合液を３５℃以下に冷却する冷却部と、
を備え、
前記ゲル製造部は、前記ゾル製造部により製造されたゾルをゲル化温度に加熱する加熱部を備える、前記ゲル製造装置。
【請求項7】
マクロ孔を有するシリカ多孔体を製造するシリカ多孔体製造装置であって、
前記シリカ多孔体製造装置は、ゾル製造部と、ゲル製造部と、シリカ多孔体製造部とを備え、
前記ゾル製造部は、
シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液を調製する混合部と、
前記シリカ前駆体を前記混合部に供給する第１供給部と、
前記触媒及び前記マクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に前記混合部に供給する第２供給部と、
前記混合部から前記混合液を排出する排出管と、
前記排出管を流れる前記混合液を３５℃以下に冷却する冷却部と、
を備え、
前記ゲル製造部は、前記ゾル製造部により製造されたゾルをゲル化温度に加熱する加熱部を備え、
前記シリカ多孔体製造部は、前記ゲル製造部により製造されたゲルを焼成する焼成部を備える、前記シリカ多孔体製造装置。
前記シリカ多孔体製造装置は、ゾル製造部と、ゲル製造部と、シリカ多孔体製造部とを備え、
前記ゾル製造部は、
シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液を調製する混合部と、
前記シリカ前駆体を前記混合部に供給する第１供給部と、
前記触媒及び前記マクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に前記混合部に供給する第２供給部と、
前記混合部から前記混合液を排出する排出管と、
前記排出管を流れる前記混合液を３５℃以下に冷却する冷却部と、
を備え、
前記ゲル製造部は、前記ゾル製造部により製造されたゾルをゲル化温度に加熱する加熱部を備え、
前記シリカ多孔体製造部は、前記ゲル製造部により製造されたゲルを焼成する焼成部を備える、前記シリカ多孔体製造装置。
【請求項8】
マクロ孔を有するシリカ多孔体の製造に用いられるゾルを製造する方法であって、
下記工程：
（１Ａ）シリカ前駆体を混合部に供給する工程；
（１Ｂ）触媒及びマクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に前記混合部に供給する工程；
（１Ｃ）前記混合部において、前記シリカ前駆体、前記触媒及び前記マクロ孔形成剤を含む混合液を調製する工程；並びに
（１Ｄ）前記混合部に接続された排出管を通じて前記混合部から前記混合液を排出しながら、前記排出管を流れる前記混合液を３５℃以下に冷却する工程
を含む、前記方法。
下記工程：
（１Ａ）シリカ前駆体を混合部に供給する工程；
（１Ｂ）触媒及びマクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に前記混合部に供給する工程；
（１Ｃ）前記混合部において、前記シリカ前駆体、前記触媒及び前記マクロ孔形成剤を含む混合液を調製する工程；並びに
（１Ｄ）前記混合部に接続された排出管を通じて前記混合部から前記混合液を排出しながら、前記排出管を流れる前記混合液を３５℃以下に冷却する工程
を含む、前記方法。
【請求項9】
工程１Ｃで調製される前記混合液が、メソ孔形成剤をさらに含み、
工程１Ｂにおいて、前記メソ孔形成剤を、前記触媒及び前記マクロ孔形成剤の一方若しくは両方との混合状態で、又は、前記触媒及び前記マクロ孔形成剤とは別々に、前記混合部に供給する、請求項８に記載の方法。
工程１Ｂにおいて、前記メソ孔形成剤を、前記触媒及び前記マクロ孔形成剤の一方若しくは両方との混合状態で、又は、前記触媒及び前記マクロ孔形成剤とは別々に、前記混合部に供給する、請求項８に記載の方法。
【請求項10】
工程１Ｄにおいて、前記排出管を流れる前記混合液を冷却媒体により冷却し、
前記排出管のうち前記冷却媒体と接触している部分の内径が０．５ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、前記部分の長さが５０ｍｍ以上１００００ｍｍ以下である、請求項８又は９に記載の方法。
前記排出管のうち前記冷却媒体と接触している部分の内径が０．５ｍｍ以上２００ｍｍ以下であり、前記部分の長さが５０ｍｍ以上１００００ｍｍ以下である、請求項８又は９に記載の方法。
【請求項11】
工程１Ｄにおいて、前記排出管を流れる前記混合液を３秒以上冷却する、請求項８～１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項12】
工程１Ｄの後、前記排出管を通じて排出される前記混合液を回収し、撹拌する工程１Ｅをさらに備える、請求項８～１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項13】
マクロ孔を有するシリカ多孔体の製造に用いられるゲルを製造する方法であって、下記工程：
（２Ａ）請求項８～１２のいずれか一項に記載の方法によりゾルを製造する工程；及び
（２Ｂ）工程２Ａで製造された前記ゾルをゲル化温度に加熱し、前記ゲルを製造する工程
を含む、前記方法。
（２Ａ）請求項８～１２のいずれか一項に記載の方法によりゾルを製造する工程；及び
（２Ｂ）工程２Ａで製造された前記ゾルをゲル化温度に加熱し、前記ゲルを製造する工程
を含む、前記方法。
【請求項14】
マクロ孔を有するシリカ多孔体を製造する方法であって、下記工程：
（３Ａ）請求項８～１２のいずれか一項に記載の方法によりゾルを製造する工程；
（３Ｂ）工程３Ａで製造された前記ゾルをゲル化温度に加熱し、ゲルを製造する工程；及び
（３Ｃ）工程３Ｂで製造された前記ゲルを焼成し、前記シリカ多孔体を製造する工程
を含む、前記方法。
（３Ａ）請求項８～１２のいずれか一項に記載の方法によりゾルを製造する工程；
（３Ｂ）工程３Ａで製造された前記ゾルをゲル化温度に加熱し、ゲルを製造する工程；及び
（３Ｃ）工程３Ｂで製造された前記ゲルを焼成し、前記シリカ多孔体を製造する工程
を含む、前記方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、マクロ孔を有するシリカ多孔体の製造に用いられるゾルを製造する装置及び方法、マクロ孔を有するシリカ多孔体の製造に用いられるゲルを製造する装置及び方法、並びに、マクロ孔を有するシリカ多孔体を製造する装置及び方法に関する。
【背景技術】
【0002】
マクロ孔を有するシリカ多孔体（シリカモノリス）は、クロマトグラフィー用分離カラム、酵素担体、触媒担体、吸着材等に広く利用されている。
【0003】
マクロ孔を有するシリカ多孔体は、ポリシロキサンで構成される骨格と、マクロ孔との共連続構造を有する。
【0004】
マクロ孔を有するシリカ多孔体は、例えば、次の方法により製造することができる。まず、シリカ前駆体、触媒、マクロ孔形成剤等の試薬を含む混合液を調製し、加水分解反応及び重縮合反応を進行させる。加水分解反応及び重縮合反応が進行すると、ナノメートルサイズのシロキサンオリゴマー一次粒子が形成され、一次粒子の凝集により二次粒子が形成される。これにより、ゾルが形成される。加水分解反応及び重縮合反応がさらに進行すると、シロキサンポリマーが形成され、相分離過程（典型的にはスピノーダル分解）を伴うゾル－ゲル転移が誘起される。相分離過程を伴うゾル－ゲル転移により、骨格相と溶媒相との共連続構造を有するゲル（湿潤ゲル）が形成される。マクロ孔を有するシリカ多孔体は、骨格相と溶媒相との共連続構造を有するゲルを、必要に応じて乾燥した後、焼成することにより製造することができる。ゲルの骨格相からは、シリカ多孔体の骨格が形成され、ゲルの溶媒相からは、シリカ多孔体のマクロ孔が形成される。
【0005】
しかしながら、加水分解反応は発熱を伴うため、均質なゾルが形成される前に、ゾル－ゲル転移が相分離過程を伴わずに局所的に進行し、ゲルにおける骨格相と溶媒相との共連続構造の形成、ひいては、シリカ多孔体におけるマクロ孔の形成が不均一又は不十分となるという問題点がある。
【0006】
このような問題点を考慮して、特許文献１では、ゾル調製工程において、シリカ前駆体、触媒、マクロ孔形成剤等の各種試薬を含む混合液に氷を添加することにより、混合液の温度上昇を抑制する方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0007】
【特許文献1】特開２０１２－０９６９６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献１に記載の方法を用いてゾルを工業的に製造する場合、混合液が収容される容器のサイズを大きくして混合液の量を増加させること、あるいは、混合液が収容される容器の数を増やして混合液の量を増加させることが必要となる。
【0009】
しかしながら、容器のサイズを大きくして混合液の量を増加させる場合、混合液への氷の添加により混合液の温度上昇を効果的に抑制することは困難である。また、混合液の温度上昇を抑制するためには、大量の氷が必要となる。大量の氷が混合液に添加されると、混合液中の試薬濃度が変化するため、混合液中の試薬濃度を管理することが困難である。
【0010】
一方、容器の数を増やして混合液の量を増加させる場合、容器間で、混合液中の試薬濃度のバラツキが生じるため、混合液中の試薬濃度を管理することが困難である。
【0011】
したがって、特許文献１に記載の方法では、混合液を効果的に冷却しながら、混合液のゾル化（加水分解反応及び重縮合反応）を十分に管理された条件下で進行させ、均質なゾルを工業的に製造すること、ひいては、相分離過程（典型的にはスピノーダル分解）を伴うゾル－ゲル転移を誘起させ、骨格相と溶媒相との共連続構造を有するゲルを製造すること、及び、マクロ孔を有するシリカ多孔体を製造することは困難である。
【0012】
そこで、本発明は、混合液を効果的に冷却しながら、混合液のゾル化を十分に管理された条件下で進行させ、均質なゾルを工業的に製造することができるゾル製造装置及びゾル製造方法を提供することを目的とする。
【0013】
また、本発明は、上記ゾル製造装置又はゾル製造方法により製造されたゾルを用いて、相分離過程を伴うゾル－ゲル転移を誘起させ、骨格相と溶媒相との共連続構造を有するゲルを製造するためのゲル製造装置又はゲル製造方法を提供することを目的とする。
【0014】
さらに、本発明は、上記ゲル製造装置又はゲル製造方法により製造されたゲルを用いて、マクロ孔を有するシリカ多孔体を製造するためのシリカ多孔体製造装置及びシリカ多孔体製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0015】
上記課題を解決するために、本発明は、以下の装置及び方法を提供する。
［１］マクロ孔を有するシリカ多孔体の製造に用いられるゾルを製造するゾル製造装置であって、
シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液を調製する混合部と、
前記シリカ前駆体を前記混合部に供給する第１供給部と、
前記触媒及び前記マクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に前記混合部に供給する第２供給部と、
前記混合部から前記混合液を排出する排出管と、
前記排出管を流れる前記混合液を３５℃以下に冷却する冷却部と、
を備える、前記ゾル製造装置。
［２］マクロ孔を有するシリカ多孔体の製造に用いられるゲルを製造するゲル製造装置であって、
前記ゲル製造装置は、ゾル製造部と、ゲル製造部とを備え、
前記ゾル製造部は、
シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液を調製する混合部と、
前記シリカ前駆体を前記混合部に供給する第１供給部と、
前記触媒及び前記マクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に前記混合部に供給する第２供給部と、
前記混合部から前記混合液を排出する排出管と、
前記排出管を流れる前記混合液を３５℃以下に冷却する冷却部と、
を備え、
前記ゲル製造部は、前記ゾル製造部により製造されたゾルをゲル化温度に加熱する加熱部を備える、前記ゲル製造装置。
［３］マクロ孔を有するシリカ多孔体を製造するシリカ多孔体製造装置であって、
前記シリカ多孔体製造装置は、ゾル製造部と、ゲル製造部と、シリカ多孔体製造部とを備え、
前記ゾル製造部は、
シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液を調製する混合部と、
前記シリカ前駆体を前記混合部に供給する第１供給部と、
前記触媒及び前記マクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に前記混合部に供給する第２供給部と、
前記混合部から前記混合液を排出する排出管と、
前記排出管を流れる前記混合液を３５℃以下に冷却する冷却部と、
を備え、
前記ゲル製造部は、前記ゾル製造部により製造されたゾルをゲル化温度に加熱する加熱部を備え、
前記シリカ多孔体製造部は、前記ゲル製造部により製造されたゲルを焼成する焼成部を備える、前記シリカ多孔体製造装置。
［４］マクロ孔を有するシリカ多孔体の製造に用いられるゾルを製造する方法であって、
下記工程：
（１Ａ）シリカ前駆体を混合部に供給する工程；
（１Ｂ）触媒及びマクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に前記混合部に供給する工程；
（１Ｃ）前記混合部において、前記シリカ前駆体、前記触媒及び前記マクロ孔形成剤を含む混合液を調製する工程；並びに
（１Ｄ）前記混合部に接続された排出管を通じて前記混合部から前記混合液を排出しながら、前記排出管を流れる前記混合液を３５℃以下に冷却する工程
を含む、前記方法。
［５］マクロ孔を有するシリカ多孔体の製造に用いられるゲルを製造する方法であって、下記工程：
（２Ａ）［４］に記載の方法によりゾルを製造する工程；及び
（２Ｂ）工程２Ａで製造された前記ゾルをゲル化温度に加熱し、前記ゲルを製造する工程
を含む、前記方法。
［６］マクロ孔を有するシリカ多孔体を製造する方法であって、下記工程：
（３Ａ）［４］に記載の方法によりゾルを製造する工程；
（３Ｂ）工程３Ａで製造された前記ゾルをゲル化温度に加熱し、ゲルを製造する工程；及び
（３Ｃ）工程３Ｂで製造された前記ゲルを焼成し、前記シリカ多孔体を製造する工程
を含む、前記方法。
［１］マクロ孔を有するシリカ多孔体の製造に用いられるゾルを製造するゾル製造装置であって、
シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液を調製する混合部と、
前記シリカ前駆体を前記混合部に供給する第１供給部と、
前記触媒及び前記マクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に前記混合部に供給する第２供給部と、
前記混合部から前記混合液を排出する排出管と、
前記排出管を流れる前記混合液を３５℃以下に冷却する冷却部と、
を備える、前記ゾル製造装置。
［２］マクロ孔を有するシリカ多孔体の製造に用いられるゲルを製造するゲル製造装置であって、
前記ゲル製造装置は、ゾル製造部と、ゲル製造部とを備え、
前記ゾル製造部は、
シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液を調製する混合部と、
前記シリカ前駆体を前記混合部に供給する第１供給部と、
前記触媒及び前記マクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に前記混合部に供給する第２供給部と、
前記混合部から前記混合液を排出する排出管と、
前記排出管を流れる前記混合液を３５℃以下に冷却する冷却部と、
を備え、
前記ゲル製造部は、前記ゾル製造部により製造されたゾルをゲル化温度に加熱する加熱部を備える、前記ゲル製造装置。
［３］マクロ孔を有するシリカ多孔体を製造するシリカ多孔体製造装置であって、
前記シリカ多孔体製造装置は、ゾル製造部と、ゲル製造部と、シリカ多孔体製造部とを備え、
前記ゾル製造部は、
シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液を調製する混合部と、
前記シリカ前駆体を前記混合部に供給する第１供給部と、
前記触媒及び前記マクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に前記混合部に供給する第２供給部と、
前記混合部から前記混合液を排出する排出管と、
前記排出管を流れる前記混合液を３５℃以下に冷却する冷却部と、
を備え、
前記ゲル製造部は、前記ゾル製造部により製造されたゾルをゲル化温度に加熱する加熱部を備え、
前記シリカ多孔体製造部は、前記ゲル製造部により製造されたゲルを焼成する焼成部を備える、前記シリカ多孔体製造装置。
［４］マクロ孔を有するシリカ多孔体の製造に用いられるゾルを製造する方法であって、
下記工程：
（１Ａ）シリカ前駆体を混合部に供給する工程；
（１Ｂ）触媒及びマクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に前記混合部に供給する工程；
（１Ｃ）前記混合部において、前記シリカ前駆体、前記触媒及び前記マクロ孔形成剤を含む混合液を調製する工程；並びに
（１Ｄ）前記混合部に接続された排出管を通じて前記混合部から前記混合液を排出しながら、前記排出管を流れる前記混合液を３５℃以下に冷却する工程
を含む、前記方法。
［５］マクロ孔を有するシリカ多孔体の製造に用いられるゲルを製造する方法であって、下記工程：
（２Ａ）［４］に記載の方法によりゾルを製造する工程；及び
（２Ｂ）工程２Ａで製造された前記ゾルをゲル化温度に加熱し、前記ゲルを製造する工程
を含む、前記方法。
［６］マクロ孔を有するシリカ多孔体を製造する方法であって、下記工程：
（３Ａ）［４］に記載の方法によりゾルを製造する工程；
（３Ｂ）工程３Ａで製造された前記ゾルをゲル化温度に加熱し、ゲルを製造する工程；及び
（３Ｃ）工程３Ｂで製造された前記ゲルを焼成し、前記シリカ多孔体を製造する工程
を含む、前記方法。
【発明の効果】
【0016】
本発明によれば、混合液を効果的に冷却しながら、混合液のゾル化を十分に管理された条件下で進行させ、均質なゾルを工業的に製造することができるゾル製造装置及びゾル製造方法が提供される。また、本発明によれば、上記ゾル製造装置又はゾル製造方法により製造されたゾルを用いて、相分離過程を伴うゾル－ゲル転移を誘起させ、骨格相と溶媒相との共連続構造を有するゲルを製造するためのゲル製造装置又はゲル製造方法が提供される。さらに、本発明によれば、上記ゲル製造装置又はゲル製造方法により製造されたゲルを用いて、マクロ孔を有するシリカ多孔体を製造するためのシリカ多孔体製造装置及びシリカ多孔体製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【0017】
【発明を実施するための形態】
【0018】
以下、本発明の実施形態について説明する。
【0019】
【0020】
ゾル製造装置１は、ゾル製造部１０と、ゾル製造部１０の動作を制御する制御部Ｃ１とを備える。
【0021】
ゾル製造部１０は、ゾルを製造するための各種処理を行う。ゾル製造部１０が行う各種処理については後述する。
【0022】
制御部Ｃ１は、例えばコンピュータであり、主制御部と記憶部とを備える。主制御部は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）であり、記憶部に記憶されたプログラム、データ等を読み出して実行することにより、ゾル製造部１０の動作を制御する。記憶部は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ハードディスク等の記憶デバイスで構成されており、ゾル製造部１０において実行される処理を制御するためのプログラム、データ等を記憶する。プログラムは、コンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に記録されたものであってもよいし、記憶媒体から記憶部にインストールされたものであってもよい。記録媒体には、例えば、ゾル製造装置１の動作を制御するためのコンピュータにより実行されたときに、コンピュータがゾル製造装置１を制御して後述するゾル製造方法を実行させるプログラムが記録される。
【0023】
≪ゾル製造部≫
以下、図２～６に基づいて、ゾル製造部１０の実施形態について説明する。
以下、図２～６に基づいて、ゾル製造部１０の実施形態について説明する。
【0024】
【0025】
ゾル製造部１０Ａは、シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液Ｍを調製する混合部１１と、シリカ前駆体を混合部１１に供給する第１供給部１２と、触媒及びマクロ孔形成剤を混合状態で混合部１１に供給する第２供給部１３Ａと、混合部１１から混合液Ｍを排出する排出管１４と、排出管１４を流れる混合液Ｍを３５℃以下に冷却する冷却部１５とを備える。ゾル製造部１０Ａは、排出管１４から排出される混合液Ｍを回収する回収用容器１７を備えていてもよい。
【0026】
第１供給部１２は、シリカ前駆体を含む原料液Ｌ１を貯留する貯留槽１２１と、貯留槽１２１中の原料液Ｌ１を混合部１１に供給する供給管１２２と、供給管１２２に設けられたポンプ１２３とを備える。
【0027】
第１供給部１２は、ポンプ１２３の吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１２１中の原料液Ｌ１を、供給管１２２を通じて、混合部１１に供給する。こうして、シリカ前駆体は、第１供給部１２により、原料液Ｌ１の形態で混合部１１に供給される。
【0028】
シリカ前駆体は、加水分解性官能基を有するケイ素化合物である。ケイ素化合物が有する加水分解性官能基の数は、１又は２であってもよいが、シロキサン結合（－Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ－）による高度架橋構造を有するゲルを製造する観点から、３以上であることが好ましく、４であることがより好ましい。ケイ素化合物が有する加水分解性官能基の数が２以上である場合、２以上の加水分解性官能基の種類は、同一であってもよいし、異なっていてもよい。
【0029】
加水分解性官能基は、加水分解によりヒドロキシ基に変換される官能基である。加水分解性官能基としては、例えば、アルコキシ基、アセトキシ基、ハロゲン化物基、ヒドロシリル基等が挙げられるが、アルコキシ基であることが好ましい。アルコキシ基は、炭素数１～１０のアルコキシ基であることが好ましく、炭素数１～５のアルコキシ基であることがより好ましく、メトキシ基、エトキシ基及びプロピル基であることがより一層好ましい。アルコキシ基は、直鎖状であってもよいし、分岐鎖状であってもよい。
【0030】
加水分解性官能基を有するケイ素化合物は、加水分解性官能基以外の官能基を有していてもよい。加水分解性官能基以外の官能基としては、アルキル基、アルケニル基、フェニル基、フェノキシ基、ヒドロキシ基、カルボキシル基、エポキシ基、アルデヒド基、チオール基、アミノ基、アクリロイル基、メタクリロイル基等が挙げられる。アルキル基は、炭素数１～１０のアルキル基であることが好ましく、炭素数１～５のアルキル基であることがより好ましく、メチル基、エチル基及びプロピル基であることがより一層好ましい。アルキル基は、直鎖状であってもよいし、分岐鎖状であってもよい。アルケニル基は、炭素数２～１０のアルケニル基であることが好ましく、炭素数２～５のアルケニル基であることがより好ましく、ビニル基であることがより一層好ましい。アルケニル基は、直鎖状であってもよいし、分岐鎖状であってもよい。
【0031】
加水分解性官能基を有するケイ素化合物は、アルコキシシランであることが好ましい。アルコキシシランとしては、テトラアルコキシシラン、トリアルコキシシラン、ジアルコキシシラン、モノアルコキシシラン等が挙げられるが、これらのうち、加水分解反応及び重縮合反応を進行させ易くする観点から、テトラアルコキシシラン、トリアルコキシシラン及びジアルコキシシランが好ましく、テトラアルコキシシラン及びトリアルコキシシランがより好ましく、テトラアルコキシシランがより一層好ましい。
【0032】
テトラアルコキシシランとしては、例えば、テトラメトキシシラン、テトラエトキシシラン、テトラプロポキシシラン等が挙げられる。
【0033】
トリアルコキシシランとしては、トリメトキシシラン、メチルトリメトキシシラン、エチルトリメトキシシラン、トリエトキシシラン、メチルトリエトキシシラン、エチルトリエトキシシラン、トリプロポキシシラン、メチルトリプロポキシシラン、エチルトリプロポキシシラン等が挙げられる。
【0034】
ジアルコキシシランとしては、例えば、メチルジメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、メチルジエトキシシラン、ジメチルジエトキシシラン、エチルジメトキシシラン、ジエチルジメトキシシラン、エチルジエトキシシラン、ジエチルジエトキシシラン等が挙げられる。
【0035】
モノアルコキシシランとしては、例えば、ジメチルメトキシシラン、ジメチルエトキシシラン等が挙げられる。
【0036】
原料液Ｌ１は、溶媒を含んでいてもよい。一実施形態において、溶媒は、水である。別の実施形態において、溶媒は、水と有機溶媒との混合溶媒である。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、２－プロパノール、エチレングリコール、プロピレングリコール、１，４－ブタンジオール等のアルコール類；アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類等が挙げられる。溶媒として水と有機溶媒との混合溶媒を用いる場合、有機溶媒の含有量は、混合溶媒の質量を基準として、６５質量％以下であることが好ましい。
【0037】
シリカ前駆体が常温で液体である場合、原料液Ｌ１は、溶媒を含まず、シリカ前駆体単独で構成されていてもよい。
【0038】
供給管１２２には、供給管１２２を流れる原料液Ｌ１の流量を検出する流量計１２４が設けられていてもよい。
【0039】
供給管１２２には、供給管１２２を流れる原料液Ｌ１の流量を調整する流量調整器１２５が設けられていてもよい。流量調整器１２５は、例えば、バルブである。流量調整器１２５は、流量計１２４により検出された原料液Ｌ１の流量に基づいて、供給管１２２を流れる原料液Ｌ１の流量を調整してもよい。
【0040】
なお、図２には、一実施形態として、ポンプ１２３、流量計１２４、流量調整器１２５が原料液Ｌ１の流れ方向に順に並んだ構成が示されているが、例えば、ポンプ１２３として流量調整機能を兼ね備えたものを用いることにより流量調整器１２５を省略した設計としてもよいし、流量計１２４及び流量調整器１２５の配置順序を逆にした設計としてもよい。以下に説明する各実施形態、各変形例等においても同様の設計変更が可能である。
【0041】
第２供給部１３Ａは、触媒及びマクロ孔形成剤を含む原料液Ｌ２を貯留する貯留槽１３１と、貯留槽１３１中の原料液Ｌ２を混合部１１に供給する供給管１３２と、供給管１３２に設けられたポンプ１３３とを備える。
【0042】
第２供給部１３Ａは、ポンプ１３３の吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１中の原料液Ｌ２を、供給管１３２を通じて、混合部１１に供給する。こうして、触媒及びマクロ孔形成剤は、第２供給部１３Ａにより、原料液Ｌ２の形態で（すなわち、混合状態で）混合部１１に供給される。
【0043】
触媒は、加水分解反応の触媒として機能する。触媒としては、例えば、酸、塩基等が挙げられる。酸としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸等の無機酸；ギ酸、酢酸、シュウ酸、クエン酸等の有機酸が挙げられる。塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア水、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム、トリメチルアンモニウム等のアミン類、ｔｅｒｔ－ブチルアンモニウムヒドロキシド等のアンモニウムヒドロキシド類、ソディウムメトキシド等のアルカリ金属アルコキシド類等が挙げられる。
【0044】
マクロ孔形成剤は、シリカ多孔体におけるマクロ孔の形成に寄与する。マクロ孔形成剤としては、例えば、水溶性ポリマー、界面活性剤等が挙げられるが、これらのうち、水溶性ポリマーが好ましい。水溶性ポリマーは、相分離過程（典型的にはスピノーダル分解）を伴うゾル－ゲル転移を誘起し、ゲルにおける骨格相と溶媒相との共連続構造の形成、ひいては、シリカ多孔体におけるマクロ孔の形成に寄与する。
【0045】
水溶性ポリマーとしては、例えば、ポリエチレングリコール、ポリプロピレングリコール等のポリアルキレングリコール、ポリアクリル酸、ポリエチレングリコール－ポリプロピレングリコールブロック共重合体、ポリビニルピロリドン、ポリスチレンスルホン酸ナトリウム塩、ポリアリルアミン塩酸塩等が挙げられる。
【0046】
相分離過程（典型的にはスピノーダル分解）を効率的に行う観点から、水溶性ポリマーの重量平均分子量は、８０００以上１５０００以下であることが好ましい。重量平均分子量は、ＧＰＣ（ゲル浸透クロマトグラフィー）により測定される。
【0047】
界面活性剤としては、例えば、セチルトリメチルアンモニウムクロリド等の陽イオン性界面活性剤、ドデシル硫酸ナトリウム等の陰イオン性界面活性剤、ポリオキシエチレンアルキルエーテル等の非イオン性界面活性剤等が挙げられる。
【0048】
原料液Ｌ２は、溶媒を含んでいてもよい。原料液Ｌ１に含まれる溶媒に関する上記説明は、原料液Ｌ２に含まれる溶媒にも適用される。
【0049】
原料液Ｌ２は、メソ孔形成剤を含んでいてもよい。メソ孔形成剤は、シリカ多孔体におけるメソ孔の形成に寄与する。メソ孔形成剤としては、例えば、窒素化合物等が挙げられる。メソ孔形成剤として使用可能な窒素化合物としては、例えば、尿素、ホルムアミド、Ｎ－メチルホルムアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド、アセトアミド、Ｎ－メチルアセトアミド、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド等のアミド化合物；ヘキサメチレンテトラミン等の複素環化合物等が挙げられるが、これらのうち、効率的なメソ孔形成の観点から、尿素が好ましい。
【0050】
原料液Ｌ２がメソ孔形成剤を含む場合、メソ孔形成剤は、第２供給部１３Ａにより、原料液Ｌ２の形態で（すなわち、触媒及びマクロ孔形成剤との混合状態で）混合部１１に供給される。
【0051】
供給管１３２には、供給管１３２を流れる原料液Ｌ２の流量を検出する流量計１３４が設けられていてもよい。
【0052】
供給管１３２には、供給管１３２を流れる原料液Ｌ２の流量を調整する流量調整器１３５が設けられていてもよい。流量調整器１３５は、例えば、バルブである。流量調整器１３５は、流量計１３４により検出された原料液Ｌ２の流量に基づいて、供給管１３２を流れる原料液Ｌ２の流量を調整してもよい。
【0053】
混合部１１は、合流部１１１と、混合器１１２と、合流部１１１及び混合器１１２を接続する接続管１１３とを備える。
【0054】
合流部１１１は、供給管１２２と供給管１３２とを合流させる部分である。供給管１２２により供給される原料液Ｌ１と、供給管１３２により供給される原料液Ｌ２とは、合流部１１１で合流する。合流部１１１は、例えば、Ｔ字管、Ｙ字管等により構成してもよいし、スタティックミキサー、ダイナミックミキサー等により構成してもよい。スタティックミキサー及びダイナミックミキサーについては後述する。なお、合流部１１１に関する上記説明は、後述する第２実施形態～第５実施形態における合流部（合流部１３０等）にも適用される。
【0055】
混合器１１２は、混合管１１２ａと、混合管１１２ａ内に設けられたミキシング部１１２ｂとを備える。混合器１１２は、一般的にラインミキサー又はインラインミキサーと呼ばれる混合器であり、混合管１１２ａを流れる液体をミキシング部１１２ｂにより混合する。
【0056】
接続管１１３の一端は、合流部１１１に接続しており、接続管１１３の他端は、混合管１１２ａの上流側の端部に形成された流入口に接続している。合流部１１１で合流した原料液Ｌ１及びＬ２は、接続管１１３及び混合管１１２ａの流入口を通じて、混合管１１２ａ内に流入する。なお、接続管１１３は、合流部１１１を構成する管及び／又は混合器１１１の混合管１１２ａと一体であってもよい（すなわち、接続管１１３並びに合流部１１１を構成する管及び／又は混合器１１１の混合管１１２ａは、１つの管で構成されていてもよい）。
【0057】
ミキシング部１１２ｂは、混合管１１２ａ内に流入し、混合管１１２ａ内を下流側に向かって流れる原料液Ｌ１及びＬ２を混合し、シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液Ｍを調製する。原料液Ｌ２がメソ孔形成剤を含む場合、混合液Ｍは、メソ孔形成剤をさらに含む。
【0058】
混合器１１２としては、例えば、スタティックミキサー、ダイナミックミキサー等が挙げられる。
【0059】
スタティックミキサーは、動力を利用せずに、原料液Ｌ１及びＬ２を混合し、混合液Ｍを調製する。スタティックミキサーにおけるミキシング部１１２ｂは、例えば、ねじれ羽根状（長方形の板をその長手方向の中心軸を中心として所定のねじり角度でねじった形状）のミキシングエレメントを備える。スタティックミキサーにおけるミキシング部１１２ｂは、原料液Ｌ１及びＬ２に対して、分割、再合流、流れの反転等を施すことにより、動力を利用せずに、原料液Ｌ１及びＬ２を混合し、混合液Ｍを調製する。
【0060】
ダイナミックミキサーは、動力を利用して、原料液Ｌ１及びＬ２を混合し、混合液Ｍを調製する。ダイナミックミキサーとしては、例えば、ホモジナイザー、ホモミキサー等が挙げられる。ダイナミックミキサーにおけるミキシング部１１２ｂは、例えば、シャフトと、シャフトに設けられた撹拌羽根と、シャフトを回転させる駆動部とを備え、駆動部によりシャフト及び撹拌羽根を回転させることにより、原料液Ｌ１及びＬ２を混合し、混合液Ｍを調製する。
【0061】
ミキシング部１１２ｂにより調製された混合液Ｍは、混合管１１２ａ内を下流側に向かって流れ、混合管１１２ａの下流側の端部に形成された流出口から混合管１１２ａ外に流出する。
【0062】
混合管１１２ａの流出口には、排出管１４の一端が接続されており、混合管１１２ａの流出口から流出する混合液Ｍは、排出管１４を流れ、排出管１４の他端から排出される。排出管１４の他端から排出される混合液Ｍは、例えば、回収用容器１７で回収される。
【0063】
冷却部１５は、冷却槽１５１と、冷却槽１５１に収容された冷却媒体１５２とを備える。
【0064】
排出管１４の少なくとも一部は、冷却部１５の冷却媒体１５２と接触しており、排出管１４を流れる混合液Ｍは、冷却媒体１５２により冷却される。冷却媒体１５２が冷却水等の液体である場合、排出管１４のうち冷却媒体１５２に浸漬される部分が、冷却媒体１５２と接触する。
【0065】
排出管１４のうち冷却媒体１５２と接触している部分の形状は、直線状であってもよいし、蛇行状又は螺旋状であってもよい。
【0066】
排出管１４を流れる混合液Ｍが冷却媒体１５２により冷却される時間（すなわち、混合液Ｍが、排出管１４のうち冷却媒体１５２と接触している部分を流れるのに要する時間）は、冷却媒体１５２による冷却効果を向上させる観点から、１秒以上であることが好ましく、３秒以上であることがより好ましい。上限は適宜調整可能であるが、相分離過程（典型的にはスピノーダル分解）を適切に進行させる観点から、５０分以下であることが好ましい。
【0067】
排出管１４を流れる混合液Ｍが冷却媒体１５２により冷却される時間は、排出管１４のうち冷却媒体１５２と接触している部分の内径及び長さ、排出管１４を流れる混合液Ｍの流量等を調整することにより、調整可能である。
【0068】
排出管１４のうち冷却媒体１５２と接触している部分の内径は、冷却媒体１５２による冷却効果を向上させる観点から、０．５ｍｍ以上２００ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以上１００ｍｍ以下であることがより好ましい。
【0069】
排出管１４のうち冷却媒体１５２と接触している部分の長さは、冷却媒体１５２による冷却効果を向上させる観点から、５０ｍｍ以上１００００ｍｍ以下であることが好ましく、５０ｍｍ以上８０００ｍｍ以下であることがより好ましい。
【0070】
排出管１４を流れる混合液Ｍの流量は、冷却媒体１５２による冷却効果を向上させる観点から、５ｍＬ／分以上３０００ｍＬ／分以下であることが好ましく、１０ｍＬ／分以上５００ｍＬ／分以下であることがより好ましい。
【0071】
冷却部１５は、冷却槽１５１に冷却媒体１５２を供給する冷却媒体供給部１５３と、冷却槽１５１から冷却媒体１５２を排出する冷却媒体排出部１５４とを備えていてもよい。
【0072】
冷却媒体１５２は、例えば、冷却水等の液体である。冷却媒体１５２は、気体であってもよい。
【0073】
冷却媒体１５２は、排出管１４の外周面と接触し、排出管１４を流れる混合液Ｍを冷却する。本実施形態では、排出管１４の外周面と冷却媒体１５２とが直接接触しているが、排出管１４の外周面と冷却媒体１５２とは、金属等の熱伝導率が高い材料で構成された部材を介して、間接的に接触していてもよい。例えば、冷却媒体１５２を流通させた冷却管（不図示）の外周面に、排出管１４が巻き付けられていてもよい。
【0074】
冷却部１５は、冷却媒体１５２により、排出管１４を流れる混合液Ｍを３５℃以下に冷却する。これにより、混合液Ｍを効果的に冷却しながら、混合液Ｍのゾル化を十分に管理された条件下で進行させ、均質なゾルを工業的に製造することが可能となる。また、こうして製造されたゾルを用いて、相分離過程を伴うゾル－ゲル転移を誘起させ、骨格相と溶媒相との共連続構造を有するゲルを製造すること、及び、マクロ孔を有するシリカ多孔体を製造することが可能となる。
【0075】
「３５℃以下」という混合液Ｍの温度は、冷却部１５により冷却された直後の混合液Ｍの温度である。冷却部１５により冷却された直後の混合液Ｍの温度は、例えば、混合液Ｍが冷却媒体１５２により冷却された後であって、混合液Ｍが回収用容器１７に回収される前に検出される。
【0076】
排出管１４のうち冷却媒体１５２と接触している部分の下流側には、排出管１４を流れる混合液Ｍの温度を検出する温度計１６が設けられていてもよい。
【0077】
冷却部１５により冷却された直後の混合液Ｍの温度は、例えば、温度計１６により検出される。
【0078】
冷却部１５により冷却された直後の混合液Ｍの温度は、マクロ孔の適切な形成を可能とする均質なゾルを得る観点から、３５℃以下であることが好ましく、３０℃以下であることがより好ましい。下限は、混合液Ｍが凍らない程度の温度であればよく、具体的には１℃又は２℃程度であることが好ましい。
【0079】
冷却媒体１５２の温度は、排出管１４を流れる混合液Ｍが３５℃以下に冷却されるように調整される。冷却媒体１５２の温度は、冷却媒体１５２による冷却効果を向上させる観点から、－５℃以上３０℃以下であることが好ましく、０℃以上３０℃以下であることがより好ましい。
【0080】
冷却部１５は、温度計１６により検出された混合液Ｍの温度に基づいて、冷却媒体１５２の温度を調整してもよい。例えば、冷却部１５は、温度計１６により検出された混合液Ｍの温度に基づいて、冷却媒体供給部１５３により供給される冷却媒体１５２の温度及び／又は流量、冷却媒体排出部１５４により排出される冷却媒体１５２の流量等を調整してもよい。
【0081】
【0082】
ゾル製造部１０Ｂは、シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液Ｍを調製する混合部１１と、シリカ前駆体を混合部１１に供給する第１供給部１２と、触媒及びマクロ孔形成剤を混合状態で混合部１１に供給する第２供給部１３Ｂと、混合部１１から混合液Ｍを排出する排出管１４と、排出管１４を流れる混合液Ｍを３５℃以下に冷却する冷却部１５とを備える。ゾル製造部１０Ｂは、排出管１４を通じて排出される混合液Ｍを回収する回収用容器１７を備えていてもよい。
【0083】
ゾル製造部１０Ｂの構成のうち、ゾル製造部１０Ａと同一の符号で示されている構成については、別段規定される場合を除き、ゾル製造部１０Ａに関する上記説明が適用される。以下、ゾル製造部１０Ｂの構成のうち、ゾル製造部１０Ａと異なる構成について説明する。
【0084】
ゾル製造部１０Ｂは、第２供給部１３Ｂが採用されている点で、ゾル製造部１０Ａと異なる。
【0085】
第２供給部１３Ｂは、触媒を含む原料液Ｌ２ａを貯留する貯留槽１３１ａと、貯留槽１３１ａ中の原料液Ｌ２ａを合流部１３０に供給する供給管１３２ａと、供給管１３２ａに設けられたポンプ１３３ａとを備える。また、第２供給部１３Ｂは、マクロ孔形成剤を含む原料液Ｌ２ｂを貯留する貯留槽１３１ｂと、貯留槽１３１ｂ中の原料液Ｌ２ｂを合流部１３０に供給する供給管１３２ｂと、供給管１３２ｂに設けられたポンプ１３３ｂとを備える。また、第２供給部１３Ｂは、合流部１３０で生じる原料液Ｌ２ａ及びＬ２ｂの混合液である混合液Ｌ２ｄを混合部１１に供給する供給管１３２ｄを備える。
【0086】
第２供給部１３Ｂは、ポンプ１３３ａの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ａ中の原料液Ｌ２ａを、供給管１３２ａを通じて、合流部１３０に供給する。また、第２供給部１３Ｂは、ポンプ１３３ｂの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ｂ中の原料液Ｌ２ｂを、供給管１３２ｂを通じて、合流部１３０に供給する。また、第２供給部１３Ｂは、ポンプ１３３ａ及び１３３ｂの吐出力を利用して、合流部１３０で生じた混合液Ｌ２ｄを、供給管１３２ｄを通じて、混合部１１に供給する。こうして、触媒及びマクロ孔形成剤は、第２供給部１３Ｂにより、混合液Ｌ２ｄの形態で（すなわち、混合状態で）混合部１１に供給される。
【0087】
合流部１３０は、供給管１３２ａと供給管１３２ｂとを合流させる部分である。供給管１３２ａにより供給される原料液Ｌ２ａと、供給管１３２ｂにより供給される原料液Ｌ２ｂとは、合流部１３０で合流する。
【0088】
触媒に関する上記説明は、原料液Ｌ２ａに含まれる触媒にも適用され、マクロ孔形成剤に関する上記説明は、原料液Ｌ２ｂに含まれるマクロ孔形成剤にも適用される。
【0089】
原料液Ｌ２ａ及びＬ２ｂは、溶媒を含んでいてもよい。原料液Ｌ１に含まれる溶媒に関する上記説明は、原料液Ｌ２ａ及びＬ２ｂに含まれる溶媒にも適用される。
【0090】
触媒が常温で液体である場合、原料液Ｌ２ａは、溶媒を含まず、触媒単独で構成されていてもよい。マクロ孔形成剤が常温で液体である場合、原料液Ｌ２ｂは、溶媒を含まず、マクロ孔形成剤単独で構成されていてもよい。
【0091】
原料液Ｌ２ａ及び／又はＬ２ｂは、メソ孔形成剤を含んでいてもよい。メソ孔形成剤に関する上記説明は、原料液Ｌ２ａ及び／又はＬ２ｂに含まれるメソ孔形成剤にも適用される。
【0092】
原料液Ｌ２ａ及び／又はＬ２ｂがメソ孔形成剤を含む場合、メソ孔形成剤は、第２供給部１３Ｂにより、混合液Ｌ２ｄの形態で（すなわち、触媒及びマクロ孔形成剤との混合状態で）混合部１１に供給される。
【0093】
供給管１３２ａには、供給管１３２ａを流れる原料液Ｌ２ａの流量を検出する流量計１３４ａが設けられていてもよい。
【0094】
供給管１３２ａには、供給管１３２ａを流れる原料液Ｌ２ａの流量を調整する流量調整器１３５ａが設けられていてもよい。流量調整器１３５ａは、例えば、バルブである。流量調整器１３５ａは、流量計１３４ａにより検出された原料液Ｌ２ａの流量に基づいて、供給管１３２ａを流れる原料液Ｌ２ａの流量を調整してもよい。
【0095】
供給管１３２ｂには、供給管１３２ｂを流れる原料液Ｌ２ｂの流量を検出する流量計１３４ｂが設けられていてもよい。
【0096】
供給管１３２ｂには、供給管１３２ｂを流れる原料液Ｌ２ｂの流量を調整する流量調整器１３５ｂが設けられていてもよい。流量調整器１３５ｂは、例えば、バルブである。流量調整器１３５ｂは、流量計１３４ｂにより検出された原料液Ｌ２ｂの流量に基づいて、供給管１３２ｂを流れる原料液Ｌ２ｂの流量を調整してもよい。
【0097】
供給管１３２ａと供給管１３２ｂとは、合流部１３０で合流している。供給管１３２ａにより供給される原料液Ｌ２ａと、供給管１３２ｂにより供給される原料液Ｌ２ｂとは、合流部１３０で合流し、原料液Ｌ２ａ及びＬ２ｂの混合液である混合液Ｌ２ｄが生じる。合流部１３０で生じた混合液Ｌ２ｄは、供給管１３２ｄにより混合部１１に供給される。
【0098】
混合部１１の合流部１１１は、供給管１２２と供給管１３２ｄとを合流させる部分である。供給管１２２により供給される原料液Ｌ１と、供給管１３２ｄにより供給される混合液Ｌ２ｄとは、合流部１１１で合流する。合流部１１１で合流した原料液Ｌ１及び混合液Ｌ２ｄは、接続管１１３及び混合管１１２ａの流入口を通じて、混合管１１２ａ内に流入する。
【0099】
混合器１１２のミキシング部１１２ｂは、混合管１１２ａ内に流入し、混合管１１２ａ内を下流側に向かって流れる原料液Ｌ１及び混合液Ｌ２ｄを混合し、シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液Ｍを調製する。原料液Ｌ２ａ及び／又はＬ２ｂがメソ孔形成剤を含む場合、混合液Ｍは、メソ孔形成剤をさらに含む。
【0100】
【0101】
ゾル製造部１０Ｃは、シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液Ｍを調製する混合部１１と、シリカ前駆体を混合部１１に供給する第１供給部１２と、触媒及びマクロ孔形成剤を別々に混合部１１に供給する第２供給部１３Ｃと、混合部１１から混合液Ｍを排出する排出管１４と、排出管１４を流れる混合液Ｍを３５℃以下に冷却する冷却部１５とを備える。ゾル製造部１０Ｃは、排出管１４を通じて排出される混合液Ｍを回収する回収用容器１７を備えていてもよい。
【0102】
ゾル製造部１０Ｃの構成のうち、ゾル製造部１０Ｂと同一の符号で示されている構成については、別段規定される場合を除き、ゾル製造部１０Ｂに関する上記説明が適用される。以下、ゾル製造部１０Ｃの構成のうち、ゾル製造部１０Ｂと異なる構成について説明する。
【0103】
ゾル製造部１０Ｃは、触媒及びマクロ孔形成剤を別々に混合部１１に供給する第２供給部１３Ｃが採用されている点で、ゾル製造部１０Ｂと異なる。
【0104】
第２供給部１３Ｃは、触媒を含む原料液Ｌ２ａを貯留する貯留槽１３１ａと、貯留槽１３１ａ中の原料液Ｌ２ａを混合部１１に供給する供給管１３２ａと、供給管１３２ａに設けられたポンプ１３３ａとを備える。また、第２供給部１３Ｃは、マクロ孔形成剤を含む原料液Ｌ２ｂを貯留する貯留槽１３１ｂと、貯留槽１３１ｂ中の原料液Ｌ２ｂを混合部１１に供給する供給管１３２ｂと、供給管１３２ｂに設けられたポンプ１３３ｂとを備える。
【0105】
第２供給部１３Ｃは、ポンプ１３３ａの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ａ中の原料液Ｌ２ａを、供給管１３２ａを通じて、混合部１１に供給する。また、第２供給部１３Ｃは、ポンプ１３３ｂの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ｂ中の原料液Ｌ２ｂを、供給管１３２ｂを通じて、混合部１１に供給する。こうして、触媒及びマクロ孔形成剤は、第２供給部１３Ｃにより、それぞれ、原料液Ｌ２ａ及びＬ２ｂの形態で（すなわち、別々に）混合部１１に供給される。
【0106】
原料液Ｌ２ａがメソ孔形成剤を含む場合、メソ孔形成剤は、第２供給部１３Ｃにより、原料液Ｌ２ａの形態で（すなわち、触媒との混合状態で）混合部１１に供給される。
【0107】
原料液Ｌ２ｂがメソ孔形成剤を含む場合、メソ孔形成剤は、第２供給部１３Ｃにより、原料液Ｌ２ｂの形態で（すなわち、マクロ孔形成剤との混合状態で）混合部１１に供給される。
【0108】
混合部１１の合流部１１１は、供給管１２２と供給管１３２ａと供給管１３２ｂと合流させる部分である。供給管１２２により供給される原料液Ｌ１と、供給管１３２ａにより供給される原料液Ｌ２ａと、供給管１３２ｂにより供給される原料液Ｌ２ｂとは、合流部１１１で合流する。合流部１１１で合流した原料液Ｌ１、Ｌ２ａ及びＬ２ｂは、接続管１１３及び混合管１１２ａの流入口を通じて、混合管１１２ａ内に流入する。
【0109】
混合器１１２のミキシング部１１２ｂは、混合管１１２ａ内に流入し、混合管１１２ａ内を下流側に向かって流れる原料液Ｌ１、Ｌ２ａ及びＬ２ｂを混合し、シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液Ｍを調製する。原料液Ｌ２ａ及び／又はＬ２ｂがメソ孔形成剤を含む場合、混合液Ｍは、メソ孔形成剤をさらに含む。
【0110】
【0111】
ゾル製造部１０Ｄは、シリカ前駆体、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤を含む混合液Ｍを調製する混合部１１と、シリカ前駆体を混合部１１に供給する第１供給部１２と、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤を混合状態で混合部１１に供給する第２供給部１３Ｄと、混合部１１から混合液Ｍを排出する排出管１４と、排出管１４を流れる混合液Ｍを３５℃以下に冷却する冷却部１５とを備える。ゾル製造部１０Ｄは、排出管１４を通じて排出される混合液Ｍを回収する回収用容器１７を備えていてもよい。
【0112】
ゾル製造部１０Ｄの構成のうち、ゾル製造部１０Ｂと同一の符号で示されている構成については、別段規定される場合を除き、ゾル製造部１０Ｂに関する上記説明が適用される。以下、ゾル製造部１０Ｄの構成のうち、ゾル製造部１０Ｂと異なる構成について説明する。
【0113】
ゾル製造部１０Ｄは、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤を混合状態で混合部１１に供給する第２供給部１３Ｄが採用されている点で、ゾル製造部１０Ｂと異なる。
【0114】
第２供給部１３Ｄは、触媒を含む原料液Ｌ２ａを貯留する貯留槽１３１ａと、貯留槽１３１ａ中の原料液Ｌ２ａを合流部１３０に供給する供給管１３２ａと、供給管１３２ａに設けられたポンプ１３３ａとを備える。また、第２供給部１３Ｄは、マクロ孔形成剤を含む原料液Ｌ２ｂを貯留する貯留槽１３１ｂと、貯留槽１３１ｂ中の原料液Ｌ２ｂを合流部１３０に供給する供給管１３２ｂと、供給管１３２ｂに設けられたポンプ１３３ｂとを備える。また、第２供給部１３Ｄは、メソ孔形成剤を含む原料液Ｌ２ｃを貯留する貯留槽１３１ｃと、貯留槽１３１ｃ中の原料液Ｌ２ｃを合流部１３０に供給する供給管１３２ｃと、供給管１３２ｃに設けられたポンプ１３３ｃとを備える。また、第２供給部１３Ｄは、合流部１３０で生じる原料液Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ及びＬ２ｃの混合液である混合液Ｌ２ｅを混合部１１に供給する供給管１３２ｅを備える。
【0115】
第２供給部１３Ｄは、ポンプ１３３ａの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ａ中の原料液Ｌ２ａを、供給管１３２ａを通じて、合流部１３０に供給する。また、第２供給部１３Ｄは、ポンプ１３３ｂの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ｂ中の原料液Ｌ２ｂを、供給管１３２ｂを通じて、合流部１３０に供給する。また、第２供給部１３Ｄは、ポンプ１３３ｃの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ｃ中の原料液Ｌ２ｃを、供給管１３２ｃを通じて、合流部１３０に供給する。また、第２供給部１３Ｄは、ポンプ１３３ａ、１３３ｂ及び１３３ｃの吐出力を利用して、合流部１３０で生じた混合液Ｌ２ｅを、供給管１３２ｅを通じて、混合部１１に供給する。こうして、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤は、第２供給部１３Ｄにより、混合液Ｌ２ｅの形態で（すなわち、混合状態で）混合部１１に供給される。
【0116】
メソ孔形成剤に関する上記説明は、原料液Ｌ２ｃに含まれるメソ孔形成剤にも適用される。
【0117】
原料液Ｌ２ｃは、溶媒を含んでいてもよい。原料液Ｌ１に含まれる溶媒に関する上記説明は、原料液Ｌ２ｃに含まれる溶媒にも適用される。
【0118】
供給管１３２ｃには、供給管１３２ｃを流れる原料液Ｌ２ｃの流量を検出する流量計１３４ｃが設けられていてもよい。
【0119】
供給管１３２ｃには、供給管１３２ｃを流れる原料液Ｌ２ｃの流量を調整する流量調整器１３５ｃが設けられていてもよい。流量調整器１３５ｃは、例えば、バルブである。流量調整器１３５ｃは、流量計１３４ｃにより検出された原料液Ｌ２ｃの流量に基づいて、供給管１３２ｃを流れる原料液Ｌ２ｃの流量を調整してもよい。
【0120】
供給管１３２ａと供給管１３２ｂと供給管１３２ｃとは、合流部１３０で合流している。供給管１３２ａにより供給される原料液Ｌ２ａと、供給管１３２ｂにより供給される原料液Ｌ２ｂと、供給管１３２ｃにより供給される原料液Ｌ２ｃとは、合流部１３０で合流し、原料液Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ及びＬ２ｃの混合液である混合液Ｌ２ｅが生じる。合流部１３０で生じた混合液Ｌ２ｅは、供給管１３２ｅにより混合部１１に供給される。
【0121】
混合部１１の合流部１１１は、供給管１２２と供給管１３２ｅとを合流させる部分である。供給管１２２により供給される原料液Ｌ１と、供給管１３２ｅにより供給される混合液Ｌ２ｅとは、合流部１１１で合流する。合流部１１１で合流した原料液Ｌ１及び混合液Ｌ２ｅは、接続管１１３及び混合管１１２ａの流入口を通じて、混合管１１２ａ内に流入する。
【0122】
混合器１１２のミキシング部１１２ｂは、混合管１１２ａ内に流入し、混合管１１２ａ内を下流側に向かって流れる原料液Ｌ１及び混合液Ｌ２ｅを混合し、シリカ前駆体、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤を含む混合液Ｍを調製する。
【0123】
第２供給部１３Ｄにおいて、供給管１３２ｃを、合流部１３０以外の部分で、供給管１３２ａと合流させてもよい。例えば、供給管１３２ｃを、供給管１３２ａのうち合流部１３０よりも上流側の部分（例えば、流量調整器１３５ａと合流部１３０との間に位置する部分）で、供給管１３２ａと合流させてもよい。
【0124】
第２供給部１３Ｄにおいて、供給管１３２ｃを、合流部１３０以外の部分で、供給管１３２ｂと合流させてもよい。例えば、供給管１３２ｃを、供給管１３２ｂのうち合流部１３０よりも上流側の部分（例えば、流量調整器１３５ｂと合流部１３０との間に位置する部分）で、供給管１３２ｂと合流させてもよい。
【0125】
第２供給部１３Ｄにおいて、貯留槽１３１ａ、供給管１３２ａ及びポンプ１３３ａを省略し、触媒を原料液Ｌ２ｂに含ませてもよい。
【0126】
第２供給部１３Ｄにおいて、貯留槽１３１ｂ、供給管１３２ｂ及びポンプ１３３ｂを省略し、マクロ孔形成剤を原料液Ｌ２ａに含ませてもよい。
【0127】
【0128】
ゾル製造部１０Ｅは、シリカ前駆体、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤を含む混合液Ｍを調製する混合部１１と、シリカ前駆体を混合部１１に供給する第１供給部１２と、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤を別々に混合部１１に供給する第２供給部１３Ｅと、混合部１１から混合液Ｍを排出する排出管１４と、排出管１４を流れる混合液Ｍを３５℃以下に冷却する冷却部１５とを備える。ゾル製造部１０Ｅは、排出管１４を通じて排出される混合液Ｍを回収する回収用容器１７を備えていてもよい。
【0129】
ゾル製造部１０Ｅの構成のうち、ゾル製造部１０Ｄと同一の符号で示されている構成については、別段規定される場合を除き、ゾル製造部１０Ｄに関する上記説明が適用される。以下、ゾル製造部１０Ｅの構成のうち、ゾル製造部１０Ｄと異なる構成について説明する。
【0130】
ゾル製造部１０Ｅは、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤を別々に混合部１１に供給する第２供給部１３Ｅが採用されている点で、ゾル製造部１０Ｄと異なる。
【0131】
第２供給部１３Ｅは、触媒を含む原料液Ｌ２ａを貯留する貯留槽１３１ａと、貯留槽１３１ａ中の原料液Ｌ２ａを混合部１１に供給する供給管１３２ａと、供給管１３２ａに設けられたポンプ１３３ａとを備える。また、第２供給部１３Ｅは、マクロ孔形成剤を含む原料液Ｌ２ｂを貯留する貯留槽１３１ｂと、貯留槽１３１ｂ中の原料液Ｌ２ｂを混合部１１に供給する供給管１３２ｂと、供給管１３２ｂに設けられたポンプ１３３ｂとを備える。また、第２供給部１３Ｅは、メソ孔形成剤を含む原料液Ｌ２ｃを貯留する貯留槽１３１ｃと、貯留槽１３１ｃ中の原料液Ｌ２ｃを混合部１１に供給する供給管１３２ｃと、供給管１３２ｃに設けられたポンプ１３３ｃとを備える。
【0132】
第２供給部１３Ｅは、ポンプ１３３ａの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ａ中の原料液Ｌ２ａを、供給管１３２ａを通じて、混合部１１に供給する。また、第２供給部１３Ｅは、ポンプ１３３ｂの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ｂ中の原料液Ｌ２ｂを、供給管１３２ｂを通じて、混合部１１に供給する。また、第２供給部１３Ｅは、ポンプ１３３ｃの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ｃ中の原料液Ｌ２ｃを、供給管１３２ｃを通じて、混合部１１に供給する。こうして、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤は、第２供給部１３Ｅにより、それぞれ原料液Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ及びＬ２ｃの形態で（すなわち、別々に）混合部１１に供給される。
【0133】
混合部１１の合流部１１１は、供給管１２２と供給管１３２ａと供給管１３２ｂと供給管１３２ｃとを合流させる部分である。供給管１２２により供給される原料液Ｌ１と、供給管１３２ａにより供給される原料液Ｌ２ａと、供給管１３２ｂにより供給される原料液Ｌ２ｂと、供給管１３２ｃにより供給される原料液Ｌ２ｃとは、合流部１１１で合流する。合流部１１１で合流した原料液Ｌ１、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ及びＬ２ｃは、接続管１１３及び混合管１１２ａの流入口を通じて、混合管１１２ａ内に流入する。
【0134】
混合器１１２のミキシング部１１２ｂは、混合管１１２ａ内に流入し、混合管１１２ａ内を下流側に向かって流れる原料液Ｌ１、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ及びＬ２ｃを混合し、シリカ前駆体、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤を含む混合液Ｍを調製する。
【0135】
第２供給部１３Ｅにおいて、貯留槽１３１ａ、供給管１３２ａ及びポンプ１３３ａを省略し、触媒を原料液Ｌ２ｂに含ませてもよい。
【0136】
第２供給部１３Ｅにおいて、貯留槽１３１ｂ、供給管１３２ｂ及びポンプ１３３ｂを省略し、マクロ孔形成剤を原料液Ｌ２ａに含ませてもよい。
【0137】
【0138】
ゾル製造部１０Ａ～１０Ｅの第１変形例は、回収用容器１７に収容された混合液Ｍを撹拌する撹拌部１８を備えている。
【0139】
混合液Ｍの流量が多い場合、マクロ孔の適切な形成を可能とする均質なゾルを調製するために、攪拌部１８を設けることが好ましい。具体的には、混合液Ｍの流量が１５ｍＬ／分以上である場合、攪拌部１８を設けることが好ましい。
【0140】
撹拌部１８は、例えば、シャフト１８１と、シャフト１８１に設けられた撹拌羽根１８２と、シャフト１８１を回転させる駆動部（不図示）とを備え、駆動部によりシャフト１８１及び撹拌羽根１８２を回転させることにより、回収用容器１７に収容された混合液Ｍを撹拌する。
【0141】
ゾル製造部１０Ａ～１０Ｅの第１変形例は、混合液Ｍの流速が早い場合に混合液Ｍの冷却を十分なものとする観点から、回収用容器１７に収容された混合液Ｍを冷却する冷却部１９を備えていてもよい。
【0142】
冷却部１９は、例えば、回収用容器１７の外面に設けられた冷却ジャケット１９１と、冷却ジャケット１９１に収容された冷却媒体１９２とを備え、冷却媒体１９２により、回収用容器１７に収容された混合液Ｍを冷却する。
【0143】
冷却部１９は、冷却ジャケット１９１に冷却媒体１９２を供給する冷却媒体供給部１９３と、冷却ジャケット１９１から冷却媒体１９２を排出する冷却媒体排出部１９４とを備えていてもよい。
【0144】
冷却媒体１９２は、例えば、冷却水等の液体である。冷却媒体１９２は、気体であってもよい。
【0145】
＜第２変形例＞
以下、図８に基づいて、ゾル製造部１０Ａ～１０Ｅの第２変形例について説明する。図８は、ゾル製造部１０Ａ～１０Ｅの第２変形例を示す概略図である。図８中の矢印は、液体が流れる方向を示す。なお、第２変形例は、排出管１４から排出される混合液Ｍ又は回収用容器１７に収容された混合液Ｍを第１容器Ｖ１、第２容器Ｖ２、・・・、第ｎ容器Ｖｎに供給する供給部が設けられた例である。
以下、図８に基づいて、ゾル製造部１０Ａ～１０Ｅの第２変形例について説明する。図８は、ゾル製造部１０Ａ～１０Ｅの第２変形例を示す概略図である。図８中の矢印は、液体が流れる方向を示す。なお、第２変形例は、排出管１４から排出される混合液Ｍ又は回収用容器１７に収容された混合液Ｍを第１容器Ｖ１、第２容器Ｖ２、・・・、第ｎ容器Ｖｎに供給する供給部が設けられた例である。
【0146】
ゾル製造部１０Ａ～１０Ｅの第２変形例は、回収用容器１７に収容された混合液Ｍを流路切替部１７１ａに供給する供給管Ｐ０と、流路切替部１７１ａに供給された混合液Ｍをそれぞれ第１容器Ｖ１、第２容器Ｖ２、・・・、第ｎ容器Ｖｎに供給する供給管Ｐ１、Ｐ２、・・・、Ｐｎとを備えている。なお、ｎは２以上の整数である限り特に限定されない。図８に示す例では、ｎ＝３である。
【0147】
供給管Ｐ０には、ポンプ１７２ａが設けられており、回収用容器１７に収容された混合液Ｍは、ポンプ１７２ａの吸込力及び吐出力により、流路切替部１７１ａに供給される。
【0148】
供給管Ｐ０には、供給管Ｐ０を流れる混合液Ｍの流量を検出する流量計１７３ａが設けられていてもよい。
【0149】
供給管Ｐ０には、供給管Ｐ０を流れる混合液Ｍの流量を調整する流量調整器１７４ａが設けられていてもよい。流量調整器１７４ａは、例えば、バルブである。流量調整器１７４ａは、流量計１７３ａにより検出された混合液Ｍの流量に基づいて、供給管Ｐ０を流れる混合液Ｍの流量を調整してもよい。
【0150】
流路切替部１７１ａは、例えば、流路切替バルブである。流路切替部１７１ａは、例えば、次のように流路を切り替える。まず、流路切替部１７１ａは、混合液Ｍの流路として、第１容器Ｖ１と接続する供給管Ｐ１を選択する。これにより、第１容器Ｖ１に混合液Ｍが供給される。第１容器Ｖ１に所定量の混合液Ｍが供給された後、流路切替部１７１ａは、混合液Ｍの流路を切り換え、混合液Ｍの流路として、第２容器Ｖ２に接続する供給管Ｐ２を選択する。これにより、第２容器Ｖ２に混合液Ｍが供給される。第２容器Ｖ２に所定量の混合液Ｍが供給された後、流路切替部１７１ａは、混合液Ｍの流路を切り換え、混合液Ｍの流路として、第３容器Ｖ３に接続する供給管Ｐ３を選択する。これにより、第３容器Ｖ３に混合液Ｍが供給される。同様の工程を繰り返すことにより、第１容器Ｖ１、第２容器Ｖ２、・・・、第ｎ容器Ｖｎに所定量の混合液Ｍが供給される。
【0151】
第２変形例は、第１変形例と組み合わせてもよい。
【0152】
第２変形例において、回収用容器１７を省略し、排出管１４の一端と供給管Ｐ０の一端とを接続してもよい。この場合、排出管１４及び供給管Ｐ０は一体となっていてもよい（すなわち、排出管１４及び供給管Ｐ０は１つの管で構成されていてもよい）。
【0153】
第２変形例において、第１容器Ｖ１、第２容器Ｖ２、・・・、第ｎ容器Ｖｎのそれぞれに、第１変形例で説明した攪拌部１８及び／又は冷却部１９を設けてもよい。
【0154】
＜第３変形例＞
以下、図９に基づいて、ゾル製造部１０Ａ～１０Ｅの第３変形例について説明する。図９は、ゾル製造部１０Ａ～１０Ｅの第３変形例を示す概略図である。図９中の矢印は、液体が流れる方向を示す。なお、第３変形例は、排出管１４から排出される混合液Ｍ又は回収用容器１７に収容された混合液Ｍを第１容器Ｖ１、第２容器Ｖ２、・・・、第ｎ容器Ｖｎに供給する供給部が設けられた例である。
以下、図９に基づいて、ゾル製造部１０Ａ～１０Ｅの第３変形例について説明する。図９は、ゾル製造部１０Ａ～１０Ｅの第３変形例を示す概略図である。図９中の矢印は、液体が流れる方向を示す。なお、第３変形例は、排出管１４から排出される混合液Ｍ又は回収用容器１７に収容された混合液Ｍを第１容器Ｖ１、第２容器Ｖ２、・・・、第ｎ容器Ｖｎに供給する供給部が設けられた例である。
【0155】
ゾル製造部１０Ａ～１０Ｅの第３変形例は、回収用容器１７に収容された混合液Ｍを第１容器Ｖ１、第２容器Ｖ２、・・・、第ｎ容器Ｖｎに供給するノズルＮを備えている。なお、ｎは２以上の整数である限り特に限定されない。図９に示す例では、ｎ＝４である。
【0156】
ノズルＮには、回収用容器１７に収容された混合液ＭをノズルＮに供給する供給管Ｐが接続されている。
【0157】
供給管Ｐには、ポンプ１７２ｂが設けられており、回収用容器１７に収容された混合液Ｍは、ポンプ１７２ｂの吸込力及び吐出力により、ノズルＮに供給される。
【0158】
供給管Ｐには、供給管Ｐを流れる混合液Ｍの流量を検出する流量計１７３ｂが設けられていてもよい。
【0159】
供給管Ｐには、供給管Ｐを流れる混合液Ｍの流量を調整する流量調整器１７４ｂが設けられていてもよい。流量調整器１７４ｂは、例えば、バルブである。流量調整器１７４ｂは、流量計１７３ｂにより検出された混合液Ｍの流量に基づいて、供給管Ｐを流れる混合液Ｍの流量を調整してもよい。
【0160】
ノズルＮは、ノズル移動機構４４０により移動可能となっている。ノズル移動機構４４０は、アーム４４１と、アーム４４１に沿って移動可能な駆動機構内蔵型の移動体４４２と、アーム４４１を旋回及び昇降させる旋回昇降機構４４３とを有する。ノズルＮは、移動体４４２に取り付けられている。ノズル移動機構４４０は、ノズルＮを所定の容器の上方に移動させることができる。
【0161】
ノズルＮは、例えば、次のようにして、各容器に混合液Ｍを供給する。ノズル移動機構４４０は、ノズルＮを第１容器Ｖ１の上方に移動させる。第１容器Ｖ１の上方に移動したノズルＮは、第１容器Ｖ１に向けて混合液Ｍを吐出する。これにより、第１容器Ｖ１に混合液Ｍが供給される。第１容器Ｖ１に所定量の混合液Ｍが供給された後、ノズル移動機構４４０は、ノズルＮを第２容器Ｖ２の上方に移動させる。第２容器Ｖ２の上方に移動したノズルＮは、第２容器Ｖ２に向けて混合液Ｍを吐出する。これにより、第２容器Ｖ２に混合液Ｍが供給される。第２容器Ｖ２に所定量の混合液Ｍが供給された後、ノズル移動機構４４０は、ノズルＮを第３容器Ｖ３の上方に移動させる。第３容器Ｖ３の上方に移動したノズルＮは、第３容器Ｖ３に向けて混合液Ｍを吐出する。これにより、第３容器Ｖ３に混合液Ｍが供給される。同様の工程を繰り返すことにより、第１容器Ｖ１、第２容器Ｖ２、・・・、第ｎ容器Ｖｎに所定量の混合液Ｍが供給される。
【0162】
第３変形例は、第１変形例と組み合わせてもよい。
【0163】
第３変形例において、回収用容器１７を省略し、排出管１４の一端と供給管Ｐの一端とを接続してもよい。この場合、排出管１４及び供給管Ｐは一体となっていてもよい（すなわち、排出管１４及び供給管Ｐは１つの管で構成されていてもよい）。
【0164】
第３変形例において、第１容器Ｖ１、第２容器Ｖ２、・・・、第ｎ容器Ｖｎのそれぞれに、第１変形例で説明した攪拌部１８及び／又は冷却部１９を設けてもよい。
【0165】
≪ゾル製造方法≫
以下、ゾル製造装置１により実施されるゾル製造方法について説明する。
以下、ゾル製造装置１により実施されるゾル製造方法について説明する。
【0166】
ゾル製造方法は、下記工程：
（１Ａ）シリカ前駆体を混合部１１に供給する工程；
（１Ｂ）触媒及びマクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に混合部１１に供給する工程；
（１Ｃ）混合部１１において、シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液Ｍを調製する工程；並びに
（１Ｄ）混合部１１に接続された排出管１４を通じて混合部１１から混合液Ｍを排出しながら、排出管１４を流れる混合液Ｍを３５℃以下に冷却する工程
を含む。
（１Ａ）シリカ前駆体を混合部１１に供給する工程；
（１Ｂ）触媒及びマクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に混合部１１に供給する工程；
（１Ｃ）混合部１１において、シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液Ｍを調製する工程；並びに
（１Ｄ）混合部１１に接続された排出管１４を通じて混合部１１から混合液Ｍを排出しながら、排出管１４を流れる混合液Ｍを３５℃以下に冷却する工程
を含む。
【0167】
工程１Ａ～１Ｄは、ゾル製造部１０により実施される。ゾル製造部１０の動作は、制御部Ｃ１により制御される。すなわち、制御部Ｃ１は、ゾル製造部１０に、工程１Ａ～１Ｄを実施させる。
【0168】
＜工程１Ａ＞
工程１Ａは、シリカ前駆体を混合部１１に供給する工程である。
工程１Ａは、シリカ前駆体を混合部１１に供給する工程である。
【0169】
工程１Ａは、例えば、第１供給部１２により実施される。第１供給部１２は、混合部１１に供給されるシリカ前駆体の量、シリカ前駆体が混合部１１に供給されるタイミング、シリカ前駆体が混合部１１に供給される時間等を調整することができる。したがって、工程１Ａが第１供給部１２により実施されることにより、シリカ前駆体の供給を十分に管理された条件で行うことができ、混合液Ｍのゾル化（加水分解反応及び重縮合反応）を十分に管理された条件下で進行させることができる。
【0170】
第１供給部１２は、シリカ前駆体を原料液Ｌ１の形態で混合部１１に供給する。具体的には、第１供給部１２は、ポンプ１２３の吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１２１中の原料液Ｌ１を、供給管１２２を通じて、混合部１１に供給する。
【0171】
第１供給部１２は、原料液Ｌ１を、所定時間、連続して混合部１１に供給する。
【0172】
第１供給部１２が原料液Ｌ１を連続して供給する時間は、マクロ孔の適切な形成を可能とする均質なゾルが得られるように、供給管１２２の容量（径及び長さ）、ポンプ１２３の吸込力及び吐出力等を考慮して適宜調整される。第１供給部１２が原料液Ｌ１を連続して供給する時間は、例えば、２秒以上である。上限は特に限定されず、製造すべきゾルの量等に応じて適宜調整可能である。
【0173】
第１供給部１２が供給する原料液Ｌ１の流量は、マクロ孔の適切な形成を可能とする均質なゾルが得られるように、原料液Ｌ１の濃度等を考慮して適宜調整される。均質なゾルを効率よく得る観点から、第１供給部１２が供給する原料液Ｌ１の流量は、３ｍＬ／分以上４５０ｍＬ／分以下であることが好ましく、３ｍＬ／分以上２００ｍＬ／分以下であることがより好ましく、３ｍＬ／分以上１００ｍＬ／分以下であることがより一層好ましい。
【0174】
＜工程１Ｂ＞
工程１Ｂは、触媒及びマクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に混合部１１に供給する工程である。
工程１Ｂは、触媒及びマクロ孔形成剤を混合状態で又は別々に混合部１１に供給する工程である。
【0175】
工程１Ｃで調製される混合液Ｍがメソ孔形成剤を含む場合、工程１Ｂにおいて、メソ孔形成剤を、触媒及びマクロ孔形成剤の一方若しくは両方との混合状態で、又は、触媒及びマクロ孔形成剤とは別々に、混合部１１に供給する。
【0176】
工程１Ｂは、混合部１１において、触媒及びマクロ孔形成剤が同時にシリカ前駆体と接触するように行われることが好ましい。
【0177】
工程１Ｃで調製される混合液Ｍがメソ孔形成剤を含む場合、工程１Ｂは、混合部１１において、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤が同時にシリカ前駆体と接触するように行われることが好ましい。
【0178】
工程１Ｂは、例えば、第２供給部１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ又は１３Ｅにより実施される。第２供給部１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ又は１３Ｅは、混合部１１に供給されるマクロ孔形成剤及び場合によりメソ孔形成剤の量、マクロ孔形成剤及び場合によりメソ孔形成剤が混合部１１に供給されるタイミング、マクロ孔形成剤及び場合によりメソ孔形成剤が混合部１１に供給される時間等を調整することができる。したがって、工程１Ｂが第２供給部１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃ、１３Ｄ又は１３Ｅにより実施されることにより、触媒、マクロ孔形成剤及び場合によりメソ孔形成剤の供給を十分に管理された条件で行うことができ、混合液Ｍのゾル化（加水分解反応及び重縮合反応）を十分に管理された条件下で進行させることができる。
【0179】
工程１Ｂが第２供給部１３Ａにより実施される場合、第２供給部１３Ａは、触媒、マクロ孔形成剤及び場合によりメソ孔形成剤を原料液Ｌ２の形態で（すなわち、混合状態で）混合部１１に供給する。具体的には、第２供給部１３Ａは、ポンプ１３３の吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１中の原料液Ｌ２を、供給管１３２を通じて、混合部１１に供給する。
【0180】
第２供給部１３Ａは、原料液Ｌ２を、所定時間、連続して混合部１１に供給する。
【0181】
第２供給部１３Ａが原料液Ｌ２を連続して供給する時間は、マクロ孔の適切な形成を可能とする均質なゾルが得られるように、供給管１３２の容量（径及び長さ）、ポンプ１３３の吸込力及び吐出力等を考慮して適宜調整される。第２供給部１３Ａが原料液Ｌ２を連続して供給する時間は、例えば、２秒以上である。上限は特に限定されず、製造すべきゾルの量等に応じて適宜調整可能である。
【0182】
なお、第２供給部１３Ｂが混合液Ｌ２ｄを連続して供給する時間、第２供給部１３Ｃが原料液Ｌ２ａ及びＬ２ｂを連続して供給する時間、第２供給部１３Ｄが混合液Ｌ２ｅを連続して供給する時間、並びに、第２供給部１３Ｅが原料液Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ及びＬ２ｃを連続して供給する時間も、上記と同様の範囲であることが好ましい。
【0183】
第２供給部１３Ａが供給する原料液Ｌ２の流量は、マクロ孔の適切な形成を可能とする均質なゾルが得られるように、原料液Ｌ１の濃度等を考慮して適宜調整される。第２供給部１３Ａが供給する原料液Ｌ２の流量は、マクロ孔の適切な形成を可能とする均質なゾルを効率よく得る観点から、３ｍＬ／分以上９００ｍＬ／分以下であることが好ましく、３ｍＬ／分以上４００ｍＬ／分以下であることがより好ましく、３ｍＬ／分以上１００ｍＬ／分以下であることがより一層好ましい。
【0184】
第２供給部１３Ａによる原料液Ｌ２の供給タイミングは、混合部１１において、触媒及びマクロ孔形成剤（原料液Ｌ２がメソ孔形成剤を含む場合は、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤）が同時にシリカ前駆体と接触するように調整されることが好ましい。例えば、第１供給部１２が原料液Ｌ１を混合部１１に連続して供給している間に、第２供給部１３Ａも原料液Ｌ２を混合部１１に連続して供給することにより、混合部１１において、触媒及びマクロ孔形成剤（原料液Ｌ２がメソ孔形成剤を含む場合は、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤）を同時にシリカ前駆体と接触させることができる。
【0185】
工程１Ｂが第２供給部１３Ｂにより実施される場合、第２供給部１３Ｂは、触媒、マクロ孔形成剤及び場合によりメソ孔形成剤を、原料液Ｌ２ａ及びＬ２ｂの混合液である混合液Ｌ２ｄの形態で（すなわち、混合状態で）混合部１１に供給する。具体的には、第２供給部１３Ｂは、ポンプ１３３ａの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ａ中の原料液Ｌ２ａを、供給管１３２ａを通じて、合流部１３０に供給するとともに、ポンプ１３３ｂの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ｂ中の原料液Ｌ２ｂを、供給管１３２ｂを通じて、合流部１３０に供給する。そして、第２供給部１３Ｂは、ポンプ１３３ａ及び１３３ｂの吐出力を利用して、合流部１３０で生じた、原料液Ｌ２ａ及びＬ２ｂの混合液である混合液Ｌ２ｄを、供給管１３２ｄを通じて、混合部１１に供給する。
【0186】
第２供給部１３Ｂは、混合液Ｌ２ｄを、所定時間、連続して混合部１１に供給する。
【0187】
第２供給部１３Ｂが供給する原料液Ｌ２ａ及び２ｂの流量は、原料液Ｌ２ａ及び２ｂの濃度等を考慮して適宜調整される。マクロ孔の適切な形成を可能とする均質なゾルを効率よく得る観点から、第２供給部１３Ｂが供給する原料液Ｌ２ａ及び２ｂの流量は、原料液Ｌ２ａ及び２ｂの合計流量（＝混合液Ｌ２ｄの流量）が１ｍＬ／分以上９００ｍＬ／分以下となるように調整されることが好ましい。
【0188】
なお、第２供給部１３Ｃが供給する原料液Ｌ２ａ及び２ｂの合計流量、並びに、第２供給部１３Ｄ又は第２供給部１３Ｅが供給する原料液Ｌ２ａ、２ｂ及び２ｃの合計流量も、上記と同様の範囲であることが好ましい。
【0189】
第２供給部１３Ｂによる混合液Ｌ２ｄの供給タイミングは、混合部１１において、触媒及びマクロ孔形成剤（原料液Ｌ２ａ及び／又はＬ２ｂがメソ孔形成剤を含む場合は、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤）が同時にシリカ前駆体と接触するように調整されることが好ましい。例えば、第１供給部１２が原料液Ｌ１を混合部１１に連続して供給している間に、第２供給部１３Ｂも混合液Ｌ２ｄを混合部１１に連続して供給することにより、混合部１１において、触媒及びマクロ孔形成剤（原料液Ｌ２ａ及び／又はＬ２ｂがメソ孔形成剤を含む場合は、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤）を同時にシリカ前駆体と接触させることができる。
【0190】
工程１Ｂが第２供給部１３Ｃにより実施される場合、第２供給部１３Ｃは、触媒及びマクロ孔形成剤を、原料液Ｌ２ａ及びＬ２ｂの形態で（すなわち、別々に）混合部１１に供給する。具体的には、第２供給部１３Ｂは、ポンプ１３３ａの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ａ中の原料液Ｌ２ａを、供給管１３２ａを通じて、混合部１１に供給するとともに、ポンプ１３３ｂの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ｂ中の原料液Ｌ２ｂを、供給管１３２ｂを通じて、混合部１１に供給する。
【0191】
原料液Ｌ２ａがメソ孔形成剤を含む場合、第２供給部１３Ｃは、メソ孔形成剤を原料液Ｌ２ａの形態で（すなわち、触媒との混合状態で）混合部１１に供給する。
【0192】
原料液Ｌ２ｂがメソ孔形成剤を含む場合、第２供給部１３Ｃは、メソ孔形成剤を原料液Ｌ２ｂの形態で（すなわち、マクロ孔形成剤との混合状態で）混合部１１に供給する。
【0193】
第２供給部１３Ｃは、原料液Ｌ２ａ及びＬ２ｂを、所定時間、連続して混合部１１に供給する。
【0194】
第２供給部１３Ｃによる原料液Ｌ２ａ及びＬ２ｂの供給タイミングは、混合部１１において、触媒及びマクロ孔形成剤（原料液Ｌ２ａ及び／又はＬ２ｂがメソ孔形成剤を含む場合、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤）が同時にシリカ前駆体と接触するように調整されることが好ましい。例えば、第１供給部１２が原料液Ｌ１を混合部１１に連続して供給している間に、第２供給部１３Ｃも原料液Ｌ２ａ及びＬ２ｂを混合部１１に連続して供給することにより、混合部１１において、触媒及びマクロ孔形成剤（原料液Ｌ２ａ及び／又はＬ２ｂがメソ孔形成剤を含む場合、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤）を同時にシリカ前駆体と接触させることができる。
【0195】
工程１Ｂが第２供給部１３Ｄにより実施される場合、第２供給部１３Ｄは、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤を混合液Ｌ２ｅの形態で（すなわち、混合状態で）混合器１１に供給する。具体的には、第２供給部１３Ｄは、ポンプ１３３ａの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ａ中の原料液Ｌ２ａを、供給管１３２ａを通じて、合流部１３０に供給する。また、第２供給部１３Ｄは、ポンプ１３３ｂの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ｂ中の原料液Ｌ２ｂを、供給管１３２ｂを通じて、合流部１３０に供給する。また、第２供給部１３Ｄは、ポンプ１３３ｃの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ｃ中の原料液Ｌ２ｃを、供給管１３２ｃを通じて、合流部１３０に供給する。そして、第２供給部１３Ｄは、ポンプ１３３ａ、１３３ｂ及び１３３ｃの吐出力を利用して、合流部１３０で生じた、原料液Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ及びＬ２ｃの混合液である混合液Ｌ２ｅを、供給管１３２ｅを通じて、混合部１１に供給する。
【0196】
第２供給部１３Ｄは、混合液Ｌ２ｅを、所定時間、連続して混合部１１に供給する。
【0197】
第２供給部１３Ｄによる混合液Ｌ２ｅの供給タイミングは、混合部１１において、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤が同時にシリカ前駆体と接触するように調整されることが好ましい。例えば、第１供給部１２が原料液Ｌ１を混合部１１に連続して供給している間に、第２供給部１３Ｄも混合液Ｌ２ｅを混合部１１に連続して供給することにより、混合部１１において、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤を同時にシリカ前駆体と接触させることができる。
【0198】
工程１Ｂが第２供給部１３Ｅにより実施される場合、第２供給部１３Ｅは、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤をそれぞれ原料液Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ及びＬ２ｃの形態で（すなわち、別々に）混合部１１に供給する。具体的には、第２供給部１３Ｅは、ポンプ１３３ａの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ａ中の原料液Ｌ２ａを、供給管１３２ａを通じて、混合部１１に供給する。また、第２供給部１３Ｅは、ポンプ１３３ｂの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ｂ中の原料液Ｌ２ｂを、供給管１３２ｂを通じて、混合部１１に供給する。また、第２供給部１３Ｅは、ポンプ１３３ｃの吸込力及び吐出力を利用して、貯留槽１３１ｃ中の原料液Ｌ２ｃを、供給管１３２ｃを通じて、混合部１１に供給する。
【0199】
第２供給部１３Ｅは、原料液Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ及びＬ２ｃを、所定時間、連続して混合部１１に供給する。
【0200】
第２供給部１３Ｅによる原料液Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ及びＬ２ｃの供給タイミングは、混合部１１において、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤が同時にシリカ前駆体と接触するように調整されることが好ましい。例えば、第１供給部１２が原料液Ｌ１を混合部１１に連続して供給している間に、第２供給部１３Ｅも原料液Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ及びＬ２ｃを混合部１１に連続して供給することにより、混合部１１において、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤を同時にシリカ前駆体と接触させることができる。
【0201】
＜工程１Ｃ＞
工程１Ｃは、混合部１１において、シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液Ｍを調製する工程である。混合液Ｍは、メソ孔形成剤を含んでいてもよい。
工程１Ｃは、混合部１１において、シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液Ｍを調製する工程である。混合液Ｍは、メソ孔形成剤を含んでいてもよい。
【0202】
工程１Ｂが第２供給部１３Ａにより実施される場合、合流部１１１で合流した原料液Ｌ１及びＬ２は、接続管１１３及び混合管１１２ａの流入口を通じて、混合管１１２ａ内に流入する。図１０の（Ａ）に示すように、ミキシング部１１２ｂは、混合管１１２ａ内に流入し、混合管１１２ａ内を下流側に向かって流れる原料液Ｌ１及びＬ２を混合し、シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液Ｍを調製する。原料液Ｌ２がメソ孔形成剤を含む場合、混合液Ｍは、メソ孔形成剤をさらに含む。
【0203】
工程１Ｂが第２供給部１３Ｂにより実施される場合、合流部１１１で合流した原料液Ｌ１及び混合液Ｌ２ｄは、接続管１１３及び混合管１１２ａの流入口を通じて、混合管１１２ａ内に流入する。図１０の（Ｂ）に示すように、ミキシング部１１２ｂは、混合管１１２ａ内に流入し、混合管１１２ａ内を下流側に向かって流れる原料液Ｌ１及び混合液Ｌ２ｄを混合し、シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液Ｍを調製する。原料液Ｌ２ａ及び／又はＬ２ｂがメソ孔形成剤を含む場合、混合液Ｍは、メソ孔形成剤をさらに含む。
【0204】
工程１Ｂが第２供給部１３Ｃにより実施される場合、合流部１１１で合流した原料液Ｌ１、Ｌ２ａ及びＬ２ｂは、接続管１１３及び混合管１１２ａの流入口を通じて、混合管１１２ａ内に流入する。図１０の（Ｃ）に示すように、ミキシング部１１２ｂは、混合管１１２ａ内に流入し、混合管１１２ａ内を下流側に向かって流れる原料液Ｌ１、Ｌ２ａ及びＬ２ｂを混合し、シリカ前駆体、触媒及びマクロ孔形成剤を含む混合液Ｍを調製する。原料液Ｌ２ａ及び／又はＬ２ｂがメソ孔形成剤を含む場合、混合液Ｍは、メソ孔形成剤をさらに含む。
【0205】
工程１Ｂが第２供給部１３Ｄにより実施される場合、合流部１１１で合流した原料液Ｌ１及び混合液Ｌ２ｅは、接続管１１３及び混合管１１２ａの流入口を通じて、混合管１１２ａ内に流入する。図１０の（Ｄ）に示すように、ミキシング部１１２ｂは、混合管１１２ａ内に流入し、混合管１１２ａ内を下流側に向かって流れる原料液Ｌ１及び混合液Ｌ２ｅを混合し、シリカ前駆体、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤を含む混合液Ｍを調製する。
【0206】
工程１Ｂが第２供給部１３Ｅにより実施される場合、合流部１１１で合流した原料液Ｌ１、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ及びＬ２ｃは、接続管１１３及び混合管１１２ａの流入口を通じて、混合管１１２ａ内に流入する。図１０の（Ｅ）に示すように、ミキシング部１１２ｂは、混合管１１２ａ内に流入し、混合管１１２ａ内を下流側に向かって流れる原料液Ｌ１、Ｌ２ａ、Ｌ２ｂ及びＬ２ｃを混合し、シリカ前駆体、触媒、マクロ孔形成剤及びメソ孔形成剤を含む混合液Ｍを調製する。
【0207】
いずれの場合も、ミキシング部１１２ｂにより調製された混合液Ｍは、混合管１１２ａ内を下流側に向かって流れ、混合管１１２ａの下流側の端部に形成された流出口から混合管１１２ａ外に流出する。混合管１１２ａの流出口には、排出管１４の一端が接続されており、流出口から流出する混合液Ｍは、排出管１４を通じて、連続して排出される。
【0208】
＜工程１Ｄ＞
工程１Ｄは、混合部１１に接続された排出管１４を通じて混合部１１から混合液Ｍを排出しながら、排出管１４を流れる混合液Ｍを３５℃以下に冷却する工程である。
工程１Ｄは、混合部１１に接続された排出管１４を通じて混合部１１から混合液Ｍを排出しながら、排出管１４を流れる混合液Ｍを３５℃以下に冷却する工程である。
【0209】
排出管１４を流れる混合液Ｍは、冷却部１５の冷却媒体１５２により冷却される。
【0210】
排出管１４を流れる混合液Ｍが冷却媒体１５２により冷却される時間（すなわち、混合液Ｍが、排出管１４のうち冷却媒体１５２と接触している部分を流れるのに要する時間）は、冷却媒体１５２による冷却効果を向上させる観点から、１秒以上であることが好ましく、３秒以上であることがより好ましい。上限は適宜調整可能であるが、相分離過程（典型的にはスピノーダル分解）を適切に進行させる観点から、５０分以下であることが好ましい。
【0211】
排出管１４を流れる混合液Ｍが冷却媒体１５２により冷却される時間は、排出管１４のうち冷却媒体１５２と接触している部分の内径及び長さ、排出管１４を流れる混合液Ｍの流量等を調整することにより、調整可能である。
【0212】
排出管１４のうち冷却媒体１５２と接触している部分の内径及び長さ並びに排出管１４を流れる混合液Ｍの流量の好ましい範囲は、上記の通りである。
【0213】
混合液Ｍは、加水分解反応及び重縮合反応の進行に伴ってゾル化する。
【0214】
加水分解反応では、シリカ前駆体が有する加水分解性官能基が加水分解され、ヒドロキシ基が形成される。重縮合反応では、ヒドロキシ基同士間の脱水縮合反応（下記式（１））、及び、ヒドロキシ基と加水分解されていない加水分解性官能基との間の脱アルコール縮合反応（下記式（２））により、シロキサンオリゴマーが形成される。なお、下記式（２）中、－ＯＲは、加水分解されていない加水分解性官能基を表す。
≡Ｓｉ－ＯＨ ＋ ＨＯ－Ｓｉ≡ → ≡Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ≡ ＋ Ｈ２Ｏ・・・（１）
≡Ｓｉ－ＯＲ ＋ ＨＯ－Ｓｉ≡ → ≡Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ≡ ＋ ＲＯＨ・・・（２）
≡Ｓｉ－ＯＨ ＋ ＨＯ－Ｓｉ≡ → ≡Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ≡ ＋ Ｈ２Ｏ・・・（１）
≡Ｓｉ－ＯＲ ＋ ＨＯ－Ｓｉ≡ → ≡Ｓｉ－Ｏ－Ｓｉ≡ ＋ ＲＯＨ・・・（２）
【0215】
加水分解反応及び重縮合反応がさらに進行すると、ナノメートルサイズのシロキサンオリゴマー一次粒子が形成され、一次粒子の凝集により二次粒子が形成される。これにより、混合液Ｍは、ゾル化する。
【0216】
加水分解反応及び重縮合反応は、混合液Ｍが調製された時点から開始し、混合液Ｍが混合部１１内に存在する間だけでなく、混合液Ｍが排出管１４を流れる間も進行する。加水分解反応及び重縮合反応は、混合液Ｍが回収用容器１７に回収された後も進行する。したがって、混合部１１内に存在する混合液Ｍ、排出管１４を流れる混合液Ｍ、及び、回収用容器１７に回収された混合液Ｍは、いずれもゾルに該当するが、ゾル化の程度が異なる。
【0217】
混合液Ｍがゾル化する過程において、排出管１４を流れる混合液Ｍを３５℃以下に冷却することにより、マクロ孔の適切な形成を可能とする均質なゾルが得られる。
【0218】
「３５℃以下」という混合液Ｍの温度は、冷却部１５により冷却された直後の混合液Ｍの温度である。冷却部１５により冷却された直後の混合液Ｍの温度は、例えば、混合液Ｍが冷却媒体１５２により冷却された後であって、混合液Ｍが回収用容器１７に回収される前に検出される。冷却部１５により冷却された直後の混合液Ｍの温度は、例えば、排出管１４のうち冷却媒体１５２と接触している部分の下流側に設けられた温度計１６により検出される。
【0219】
冷却部１５により冷却された直後の混合液Ｍの温度は、マクロ孔の適切な形成を可能とする均質なゾルを得る観点から、３５℃以下であることが好ましく、３０℃以下であることがより好ましい。下限は、混合液Ｍが凍らない程度の温度であればよく、具体的には１℃又は２℃程度であることが好ましい。
【0220】
工程１Ｄの後、排出管１４から排出される混合液Ｍを回収用容器１７で回収してもよい。
【0221】
工程１Ｄの後、回収用容器１７に収容された混合液Ｍを、撹拌部１８により撹拌する工程（以下「工程１Ｅ」という。）を実施してもよい。これにより、混合液Ｍのゾル化を所望の程度まで進行させ、マクロ孔の適切な形成を可能とする均質なゾル均質なゾルを調製することができる。混合液Ｍの流量が多い場合、工程１Ｅを実施することが好ましい。具体的には、混合液Ｍの流量が１５ｍＬ／分以上である場合、工程１Ｅを実施することが好ましい。
【0222】
撹拌部１８による撹拌時間は、ゾル－ゲル反応を適切に行う観点から、好ましくは１分以上３０分以下である。
【0223】
工程１Ｅにおいて、回収用容器１７に収容された混合液Ｍを冷却部１９により冷却しながら、撹拌部１８による撹拌を行ってもよい。冷却部１９は、回収用容器１７に収容された混合液Ｍを１０℃以上３０℃以下に冷却することが好ましく、２０℃以上３０℃以下に冷却することがより好ましい。
【0224】
工程１Ｄの後又は工程１Ｅの後、排出管１４から排出される混合液Ｍ又は回収用容器１７に収容された混合液Ｍを第１容器Ｖ１、第２容器Ｖ２、・・・、第ｎ容器Ｖｎに供給してもよい。混合液Ｍの第１容器Ｖ１、第２容器Ｖ２、・・・、第ｎ容器Ｖｎへの供給は、第２変形例又は第３変形例により行うことができる。第１容器Ｖ１、第２容器Ｖ２、・・・、第ｎ容器Ｖｎのそれぞれに収容された混合液Ｍに対して、攪拌部１８による攪拌及び／又は冷却部１９による冷却を施してもよい。
【0225】
工程１Ａ～１Ｄを含むゾル製造方法は、冷却部１５の冷却媒体１５２により混合液Ｍを効果的に冷却しながら、混合液Ｍのゾル化を十分に管理された条件下で進行させ、均質なゾルを工業的に製造することができる。また、こうして製造されたゾルを用いて、相分離過程を伴うゾル－ゲル転移を誘起させ、骨格相と溶媒相との共連続構造を有するゲルを製造すること、及び、マクロ孔を有するシリカ多孔体を製造することが可能となる。したがって、工程１Ａ～１Ｄを含むゾル製造方法により製造されたゾルは、マクロ孔を有するシリカ多孔体の製造に用いられるゾルとして有用である。
【0226】
【0227】
ゲル製造装置２は、ゾル製造部１０と、ゲル製造部２０と、ゾル製造部１０及びゲル製造部２０の動作を制御する制御部Ｃ２とを備える。ゾル製造部１０が行う各種処理は、上記の通りである。
【0228】
ゲル製造部２０は、ゲルを製造するための各種処理を行う。ゲル製造部２０が行う各種処理については後述する。
【0229】
制御部Ｃ２の構成は、制御部Ｃ１の構成と同様である。制御部Ｃ２は、例えばコンピュータであり、ゾル製造部１０及びゲル製造部２０の動作を制御する。制御部Ｃ２の記憶部は、制御部Ｃ１と同様に、ゾル製造部１０及びゲル製造部２０において実行される処理を制御するためのプログラム、データ等を記憶する。プログラム及びコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に関する上記説明は、制御部Ｃ２にも適用される。記録媒体には、例えば、ゲル製造装置２の動作を制御するためのコンピュータにより実行されたときに、コンピュータがゲル製造装置２を制御して後述するゲル製造方法を実行させるプログラムが記録される。
【0230】
≪ゾル製造部≫
ゾル製造装置１におけるゾル製造部１０に関する上記説明は、ゲル製造装置２におけるゾル製造部１０にも適用される。
ゾル製造装置１におけるゾル製造部１０に関する上記説明は、ゲル製造装置２におけるゾル製造部１０にも適用される。
【0231】
≪ゲル製造部≫
以下、図１１及び１２に基づいて、ゲル製造部２０について説明する。図１１は、ゲル製造装置２の構成を示す概略図であり、図１２は、ゲル製造部２０が備える加熱部２１及びゾル供給部２２の構成を示す概略図である。図１１中の破線は、ゾルが搬送される方向を示す。図１２中の矢印は、ゾルが流れる方向を示す。
以下、図１１及び１２に基づいて、ゲル製造部２０について説明する。図１１は、ゲル製造装置２の構成を示す概略図であり、図１２は、ゲル製造部２０が備える加熱部２１及びゾル供給部２２の構成を示す概略図である。図１１中の破線は、ゾルが搬送される方向を示す。図１２中の矢印は、ゾルが流れる方向を示す。
【0232】
ゲル製造部２０は、ゾル製造部１０により製造されたゾルをゲル化温度に加熱する加熱部２１を備える。
【0233】
ゲル化温度は、所望の孔径を有するマクロ孔を適切に形成させる観点から、好ましくは２０℃以上６０℃以下、より好ましくは２５℃以上４０℃以下である。ゲル化温度での加熱時間は、好ましくは４時間以上２４時間以下である。
【0234】
加熱部２１は、ゾルＺを収容するゲル形成用容器２１１と、ゲル形成用容器２１１と接触する加熱媒体２１２と、加熱媒体２１２を収容する加熱槽２１３とを備える。
【0235】
加熱部２１は、加熱媒体２１２により、ゲル形成用容器２１１に収容されたゾルＺをゲル化温度に加熱する。
【0236】
加熱媒体２１２は、例えば、熱水等の液体である。加熱媒体２１２は、気体であってもよい。加熱媒体２１２は、ゲル形成用容器２１１の外表面と接触し、ゲル形成用容器２１１内のゾルＺを加熱する。
【0237】
加熱部２１は、加熱槽２１３に加熱媒体２１２を供給する加熱媒体供給部２１４と、加熱槽２１３から加熱媒体２１２を排出する加熱媒体排出部２１５とを備えていてもよい。
【0238】
ゲル形成用容器２１１には、ゲルを所望の形状に成型するための成型鋳型が含まれていてもよい。成型鋳型の材質としては、例えば、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、シリコーン、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の合成樹脂、アルミニウム、ステンレス等の金属等が挙げられる。
【0239】
ゲル製造部２０は、ゾル製造部１０で製造され、容器Ｗ（例えば、回収用容器１７、第１容器Ｖ１、第２容器Ｖ２、・・・、第ｎ容器Ｖｎ等）に収容されているゾルＺを、ゲル形成用容器２１１に供給するゾル供給部２２を備えていてもよい。
【0240】
ゾル供給部２２は、容器Ｗ（例えば、回収用容器１７、第１容器Ｖ１、第２容器Ｖ２、・・・、第ｎ容器Ｖｎ等）に収容されているゾルＺを、ゲル形成用容器２１１に供給するゾル供給管２２１と、ゾル供給管２２１に設けられたポンプ２２２とを備える。ゾル供給部２２は、ポンプ２２２の吸込力及び吐出力を利用して、容器Ｗに収容されているゾルＺを、ゾル供給管２２１を通じて、ゲル形成用容器２１１に供給する。
【0241】
供給管２２１には、供給管２２１を流れるゾルＺの流量を検出する流量計２２３が設けられていてもよい。
【0242】
供給管２２１には、供給管２２１を流れるゾルＺの流量を調整する流量調整器２２４が設けられていてもよい。流量調整器２２４は、例えば、バルブである。流量調整器２２４は、流量計２２３により検出されたゾルＺの流量に基づいて、供給管２２１を流れるゾルＺの流量を調整してもよい。
【0243】
ゲル製造部２０は、加熱部２１で製造された湿潤ゲルを乾燥する乾燥部を備えていてもよい。乾燥部は、例えば、自然乾燥、加熱乾燥、低表面張力溶媒を用いた乾燥、凍結昇華による乾燥、超臨界乾燥等により、湿潤ゲルを乾燥する。湿潤ゲルの乾燥により、乾燥ゲルが得られる。
【0244】
≪ゲル製造方法≫
以下、ゲル製造装置２により実施されるゲル製造方法について説明する。
以下、ゲル製造装置２により実施されるゲル製造方法について説明する。
【0245】
ゲル製造方法は、下記工程：
（２Ａ）工程１Ａ～１Ｄを含むゾル製造方法によりゾルを製造する工程；及び
（２Ｂ）工程２Ａで製造されたゾルをゲル化温度に加熱し、ゲルを製造する工程
を含む。
（２Ａ）工程１Ａ～１Ｄを含むゾル製造方法によりゾルを製造する工程；及び
（２Ｂ）工程２Ａで製造されたゾルをゲル化温度に加熱し、ゲルを製造する工程
を含む。
【0246】
工程２Ａは、ゾル製造部１０により実施され、工程２Ｂは、ゲル製造部２０により実施される。ゾル製造部１０及びゲル製造部２０の動作は、制御部Ｃ２により制御される。すなわち、制御部Ｃ２は、ゾル製造部１０及びゲル製造部２０に、工程２Ａ及び２Ｂを実施させる。
【0247】
＜工程２Ａ＞
工程２Ａは、工程１Ａ～１Ｄを含むゾル製造方法によりゾルを製造する工程である。工程１Ａ～１Ｄを含むゾル製造方法に関する上記説明は、工程２Ａにも適用される。
工程２Ａは、工程１Ａ～１Ｄを含むゾル製造方法によりゾルを製造する工程である。工程１Ａ～１Ｄを含むゾル製造方法に関する上記説明は、工程２Ａにも適用される。
【0248】
＜工程２Ｂ＞
工程２Ｂは、工程２Ａで製造されたゾルをゲル化温度に加熱し、ゲルを製造する工程である。工程２Ｂでは、加水分解反応及び重縮合反応がさらに進行してポリシロキサンポリマーが形成され、相分離過程（典型的にはスピノーダル分解）を伴うゾル－ゲル転移が誘起され、ポリシロキサンゲル（湿潤ゲル）が製造される。製造されたポリシロキサンゲルは、骨格相と溶媒相との共連続構造を有する。骨格相は、加水分解反応及び重縮合反応により生じたシロキサンポリマーに富んでおり、溶媒相は、溶媒に富んでいる。骨格相及び溶媒相は、それぞれ、連続した三次元網目構造を有するとともに、互いに絡み合っており、これにより、骨格相と溶媒相との共連続構造が形成されている。
工程２Ｂは、工程２Ａで製造されたゾルをゲル化温度に加熱し、ゲルを製造する工程である。工程２Ｂでは、加水分解反応及び重縮合反応がさらに進行してポリシロキサンポリマーが形成され、相分離過程（典型的にはスピノーダル分解）を伴うゾル－ゲル転移が誘起され、ポリシロキサンゲル（湿潤ゲル）が製造される。製造されたポリシロキサンゲルは、骨格相と溶媒相との共連続構造を有する。骨格相は、加水分解反応及び重縮合反応により生じたシロキサンポリマーに富んでおり、溶媒相は、溶媒に富んでいる。骨格相及び溶媒相は、それぞれ、連続した三次元網目構造を有するとともに、互いに絡み合っており、これにより、骨格相と溶媒相との共連続構造が形成されている。
【0249】
工程２Ａで製造されたゾルには、必要に応じて、ゲルを所望の形状に成型するための成型鋳型を加えてもよい。
【0250】
工程２Ｂは、例えば、加熱部２１により実施される。加熱部２１は、例えば、加熱媒体２１２により、ゲル形成用容器２１１に収容されているゾルＺをゲル化温度に加熱する。
【0251】
ゲル化温度は、所望の孔径からなるマクロ孔を適切に形成させる観点から、好ましくは２０℃以上６０℃以下、より好ましくは２５℃以上４０℃以下である。ゲル化温度での加熱時間は、好ましくは４時間以上２４時間以下である。
【0252】
工程２Ａの後であって、工程２Ｂの前に、工程２Ａで製造され、容器Ｗ（例えば、回収用容器１７、第１容器Ｖ１、第２容器Ｖ２、・・・、第ｎ容器Ｖｎ等）に収容されているゾルをゲル形成用容器２１１に供給する工程を行ってもよい。この工程は、ゾル供給部２２により行うことができる。
【0253】
工程２Ａ及び２Ｂを含むゲル製造方法は、冷却部１５の冷却媒体１５２により混合液Ｍを効果的に冷却しながら、混合液Ｍのゾル化を十分に管理された条件下で進行させ、均質なゾルを工業的に製造することができる。また、こうして製造されたゾルを用いて、相分離過程を伴うゾル－ゲル転移を誘起させ、骨格相と溶媒相との共連続構造を有するゲルを製造すること、及び、マクロ孔を有するシリカ多孔体を製造することが可能となる。したがって、工程２Ａ及び２Ｂを含むゲル製造方法により製造されたゲルは、マクロ孔を有するシリカ多孔体の製造に用いられるゲルとして有用である。
【0254】
工程２Ａ及び２Ｂを含むゲル製造方法により製造されたゲル（湿潤ゲル）は、骨格相と溶媒相との共連続構造を有する。骨格相は、加水分解反応及び重縮合反応により生じたシロキサンポリマーに富んでおり、溶媒相は、溶媒に富んでいる。骨格相及び溶媒相は、それぞれ連続した３次元の網目構造を有するとともに、互いに絡み合っており、これにより、骨格相と溶媒相との共連続構造が構成されている。
【0255】
工程２Ｂで製造された湿潤ゲルを乾燥し、乾燥ゲルを得てもよい。乾燥としては、例えば、自然乾燥、加熱乾燥、低表面張力溶媒を用いた乾燥、凍結昇華による乾燥、超臨界乾燥等が挙げられる。
【0256】
【0257】
シリカ多孔体製造装置３は、ゾル製造部１０と、ゲル製造部２０と、シリカ多孔体製造部３０と、ゾル製造部１０、ゲル製造部２０及びシリカ多孔体製造部３０の動作を制御する制御部Ｃ３とを備える。ゾル製造部１０が行う各種処理は、上記の通りである。また、ゲル製造部２０が行う各種処理は、上記の通りである。
【0258】
シリカ多孔体製造部３０は、シリカ多孔体を製造するための各種処理を行う。シリカ多孔体製造部３０が行う各種処理については後述する。
【0259】
制御部Ｃ３の構成は、制御部Ｃ１と同様である。制御部Ｃ３は、例えばコンピュータであり、ゾル製造部１０、ゲル製造部２０及びシリカ多孔体製造部３０の動作を制御する。制御部Ｃ３の記憶部は、制御部Ｃ１と同様に、ゾル製造部１０、ゲル製造部２０及びシリカ多孔体製造部３０において実行される処理を制御するためのプログラム、データ等を記憶する。プログラム及びコンピュータにより読み取り可能な記憶媒体に関する上記説明は、制御部Ｃ３にも適用される。記録媒体には、例えば、シリカ多孔体製造装置３の動作を制御するためのコンピュータにより実行されたときに、コンピュータがシリカ多孔体製造装置３を制御して後述するシリカ多孔体製造方法を実行させるプログラムが記録される。
【0260】
≪ゾル製造部≫
ゾル製造装置１におけるゾル製造部１０に関する上記説明は、シリカ多孔体製造装置３におけるゾル製造部１０にも適用される。
ゾル製造装置１におけるゾル製造部１０に関する上記説明は、シリカ多孔体製造装置３におけるゾル製造部１０にも適用される。
【0261】
≪ゲル製造部≫
ゲル製造装置２におけるゲル製造部２０に関する上記説明は、シリカ多孔体製造装置３におけるゲル製造部２０にも適用される。
ゲル製造装置２におけるゲル製造部２０に関する上記説明は、シリカ多孔体製造装置３におけるゲル製造部２０にも適用される。
【0262】
≪シリカ多孔体製造部≫
以下、図１４に基づいて、シリカ多孔体製造部３０について説明する。図１４は、シリカ多孔体製造部３０の構成を示す概略図である。図１４中の破線は、ゲル又はシリカ多孔体が搬送される方向を示す。
以下、図１４に基づいて、シリカ多孔体製造部３０について説明する。図１４は、シリカ多孔体製造部３０の構成を示す概略図である。図１４中の破線は、ゲル又はシリカ多孔体が搬送される方向を示す。
【0263】
シリカ多孔体製造部３０は、ゲル製造部２０により製造されたゲルを焼成し、シリカ多孔体を製造する焼成部３１を備える。
【0264】
焼成部３１は、加熱還流部３２で処理されたゲル、洗浄部３３で処理されたゲル又は乾燥部３４で処理されたゲルを焼成し、シリカ多孔体を製造してもよい。
【0265】
焼成部３１による焼成温度は、例えば５００℃以上１０００℃以下であり、焼成部３１による焼成時間は、好ましくは１時間以上８時間以下である。焼成部３１による焼成は、通常、大気雰囲気下で行われる。
【0266】
シリカ多孔体製造部３０は、ゲル製造部２０により製造されたゲルと、メソ孔形成剤とを加熱還流条件下で反応させる加熱還流部３２を備えていてもよい。ゲル製造部２０により製造されたゲルと、メソ孔形成剤とを加熱還流条件下で反応させることにより、ゲルの骨格に細孔（シリカ多孔体におけるメソ孔となる細孔）が形成される。メソ孔形成剤は、ゲル製造部２０により製造されたゲルに含まれていてもよいし、加熱還流させる水性媒体（例えば、水）に含まれていてもよいし、これらの両方に含まれていてもよい。
【0267】
加熱還流部３２における加熱温度は、例えば５０℃以上１２０℃以下であり、加熱時間と、例えば１時間以上３６時間以下である。
【0268】
シリカ多孔体製造部３０は、加熱還流部３２で処理されたゲルを洗浄する洗浄部３３を備えていてもよい。
【0269】
洗浄部３３は、例えば、洗浄液中にゲルを浸漬することにより、あるいは、ゲルが収容されたカラムに洗浄液を流すことにより、ゲルを洗浄する。
【0270】
洗浄液としては、例えば、水、有機溶媒、水と有機溶媒との混合溶媒、酸又は塩基を含む水溶液等が挙げられる。有機溶媒としては、例えば、メチルアルコール、エチルアルコール、ｎ－プロパノール、２－プロパノール（ＩＰＡ）、ブタノール等のアルコールが挙げられる。酸としては、例えば、塩酸、硫酸、硝酸、フッ酸、酢酸、ギ酸、炭酸、クエン酸、リン酸等が挙げられる。塩基としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、アンモニア、水溶性アミン、炭酸ナトリウム、炭酸水素ナトリウム等が挙げられる。
【0271】
シリカ多孔体製造部３０は、洗浄部３３により洗浄されたゲルを乾燥する乾燥部３４を備えていてもよい。
【0272】
乾燥部３４は、例えば、自然乾燥、加熱乾燥、低表面張力溶媒を用いた乾燥、凍結昇華による乾燥、超臨界乾燥等により、ゲルを乾燥する。
【0273】
シリカ多孔体製造部３０は、焼成部３１へのゲルの搬入、焼成部３１からのシリカ多孔体の搬出、加熱還流部３２に対するゲルの搬入出、洗浄部３３に対するゲルの搬入出、乾燥部３４に対するゲルの搬入出等を行う搬送部３５を備えていてもよい。
【0274】
シリカ多孔体製造部３０は、ゲル製造部２０により製造されたゲルを搬送部３５に供給するゲル供給部３６等を備えていてもよい。
【0275】
≪シリカ多孔体製造方法≫
以下、シリカ多孔体造装置３により実施されるシリカ多孔体製造方法について説明する。
以下、シリカ多孔体造装置３により実施されるシリカ多孔体製造方法について説明する。
【0276】
シリカ多孔体製造方法は、下記工程：
（３Ａ）工程１Ａ～１Ｄを含むゾル製造方法によりゾルを製造する工程；
（３Ｂ）工程３Ａで製造されたゾルをゲル化温度に加熱し、ゲルを製造する工程；及び
（３Ｃ）工程３Ｂで製造されたゲルを焼成し、シリカ多孔体を製造する工程
を含む。
（３Ａ）工程１Ａ～１Ｄを含むゾル製造方法によりゾルを製造する工程；
（３Ｂ）工程３Ａで製造されたゾルをゲル化温度に加熱し、ゲルを製造する工程；及び
（３Ｃ）工程３Ｂで製造されたゲルを焼成し、シリカ多孔体を製造する工程
を含む。
【0277】
＜工程３Ａ＞
工程３Ａは、工程１Ａ～１Ｄを含むゾル製造方法によりゾルを製造する工程である。
工程３Ａは、工程１Ａ～１Ｄを含むゾル製造方法によりゾルを製造する工程である。
【0278】
工程１Ａ～１Ｄを含むゾル製造方法に関する上記説明は、工程３Ａにも適用される。
【0279】
＜工程３Ｂ＞
工程３Ｂは、工程３Ａで製造されたゾルをゲル化温度に加熱し、ゲルを製造する工程である。
工程３Ｂは、工程３Ａで製造されたゾルをゲル化温度に加熱し、ゲルを製造する工程である。
【0280】
ゲル製造方法の工程２Ｂに関する説明は、工程３Ｂにも適用される。
＜工程３Ｃ＞
工程３Ｃは、工程３Ｂで製造されたゲルを焼成し、シリカ多孔体を製造する工程である。
＜工程３Ｃ＞
工程３Ｃは、工程３Ｂで製造されたゲルを焼成し、シリカ多孔体を製造する工程である。
【0281】
工程３Ｃは、焼成部３１により行うことができる。
【0282】
工程３Ｃにおいて、焼成温度は、好ましくは５００℃以上１０００℃以下であり、焼成時間は、好ましくは１時間以上８時間以下である。焼成は、通常、大気雰囲気下で行われる。
【0283】
工程３Ｂの後であって、工程３Ｃの前に、工程３Ｂで製造されたゲルと、メソ孔形成剤とを加熱還流条件下で反応させる工程（以下「加熱還流工程」という。）を行ってもよい。加熱還流工程は、加熱還流部３２により行うことができる。工程３Ｂで製造されたゲルと、メソ孔形成剤とを加熱還流条件下で反応させることにより、ゲルの骨格に細孔（シリカ多孔体におけるメソ孔となる細孔）が形成される。メソ孔形成剤は、工程３Ｂで製造されたゲルに含まれていてもよいし、加熱還流させる水性媒体（例えば、水）に含まれていてもよいし、これらの両方に含まれていてもよい。
【0284】
加熱還流工程において、加熱温度は、例えば５０℃以上１２０℃以下であり、加熱時間と、例えば１時間以上３６時間以下である。
【0285】
加熱還流工程の後であって、工程３Ｃの前に、加熱還流工程で処理されたゲルを洗浄する工程（以下「洗浄工程」という。）を行ってもよい。洗浄工程は、洗浄部３３により行うことができる。
【0286】
洗浄工程の後であって、工程３Ｃの前に、洗浄工程で洗浄されたゲルを乾燥する工程（以下「乾燥工程」という。）を行ってもよい。乾燥工程は、乾燥部３４により行うことができる。
【0287】
工程３Ｃにおいて、加熱還流工程で処理されたゲル、洗浄工程で処理されたゲル又は乾燥工程で処理されたゲルを焼成し、シリカ多孔体を製造してもよい。
【0288】
シリカ多孔体（シリカモノリス）は、シリカで構成される骨格と、マクロ孔との共連続構造を有する。ゲルの焼成により、ゲルの骨格相からは、シリカ多孔体のシリカ骨格が形成され、ゲルの溶媒相からは、シリカ多孔体のマクロ孔が形成される。シリカ多孔体は、シリカ骨格に形成されたメソ孔を有していてもよい。
【0289】
シリカ多孔体において、シリカ骨格及びマクロ孔は、それぞれ、連続した三次元網目構造を有するとともに、互いに絡み合っており、これにより、シリカ骨格とマクロ孔との共連続構造が形成されている。シリカ多孔体がシリカ骨格とマクロ孔との共連続構造を有することは、シリカ多孔体の表面又は断面を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）観察することにより確認することができる。
【0290】
マクロ孔の最頻細孔径は、共連続構造体の強度を維持する観点から、８０ｎｍ以上７０００ｎｍ以下であることが好ましく、８０ｎｍ以上５０００ｎｍ以下であることがより好ましい。マクロ孔の最頻細孔径の測定方法は、実施例に記載の通りである。
【0291】
メソ孔の最頻細孔径は、比表面積を向上させる観点から、２ｎｍ以上５０ｎｍ以下であることが好ましく、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることがより好ましい。メソ孔の最頻細孔径の測定方法は、実施例に記載の通りである。
【0292】
シリカ多孔体の比表面積は、シリカ多孔体の吸着体又は触媒としての性能を向上させる観点から、１００ｍ２／ｇ以上１０００ｍ２／ｇ以下であることが好ましく、１００ｍ２／ｇ以上８００ｍ２／ｇ以下であることがより好ましい。比表面積の測定方法は、実施例に記載の通りである。
【0293】
本発明により製造されたシリカ多孔体は、ガス（例えば、アルコール、エーテル等の有機溶剤の蒸気、ＳＯ２、Ｈ２Ｏ、ＣＯ２等）を吸着するための、或いは、対象物質（例えば、金属及び／又は金属イオン等）を含む液体から対象物質を吸着するための吸着材や、触媒担体、酵素担体、クロマトグラフィー分離用カラム等に好適に用いることができる。
【実施例0294】
以下、実施例に基づいて、本発明を更に具体的に説明するが、本発明は実施例に何ら限定されるものではない。
【0295】
＜実施例１＞
（１）ゾルの調製
ゾルの調製は、図２に示すゾル製造部１０Ａを備えるゾル製造装置１を用いて行った。第１供給部１２より供給される原料液Ｌ１として、テトラメトキシシランを用いた。原料液Ｌ１は、５ｍＬ／分の流量で、混合部１１に連続して供給した。第２供給部１３により供給される原料液Ｌ２として、マクロ孔形成剤であるポリエチレングリコール１００００（ＳＩＧＭＡ－ＡＬＤＲＩＣＨ社製）４０５ｇと、メソ孔形成剤である尿素４０５ｇと、触媒である酢酸２．７ｇとを、溶液重量が４５００ｇとなるようにイオン交換水で溶解して調製した水溶液を用いた。原料液Ｌ２は、１０ｍＬ／分の流量で、混合部１１に連続して供給した。排出管１４として、ステンレス管（外径１／８インチ、内径１．０１ｍｍ）を用いた。混合器１１２として、スタティックミキサー（ノリタケカンパニーリミテド社製 Ｔ３－１２－２－ＰＴ）を用いた。冷却媒体１５２として冷却水を用いた。冷却槽１５１に収容された冷却水の温度は、２℃に設定した。ステンレス管のうち冷却槽１５１中の冷却水に浸漬されている部分の長さは、２３００ｍｍとした。冷却水により冷却された直後の混合液Ｍの温度を、温度計１６により測定した。以下、冷却水により冷却された直後の混合液Ｍの温度を「冷却後の混合液の温度」という。
（１）ゾルの調製
ゾルの調製は、図２に示すゾル製造部１０Ａを備えるゾル製造装置１を用いて行った。第１供給部１２より供給される原料液Ｌ１として、テトラメトキシシランを用いた。原料液Ｌ１は、５ｍＬ／分の流量で、混合部１１に連続して供給した。第２供給部１３により供給される原料液Ｌ２として、マクロ孔形成剤であるポリエチレングリコール１００００（ＳＩＧＭＡ－ＡＬＤＲＩＣＨ社製）４０５ｇと、メソ孔形成剤である尿素４０５ｇと、触媒である酢酸２．７ｇとを、溶液重量が４５００ｇとなるようにイオン交換水で溶解して調製した水溶液を用いた。原料液Ｌ２は、１０ｍＬ／分の流量で、混合部１１に連続して供給した。排出管１４として、ステンレス管（外径１／８インチ、内径１．０１ｍｍ）を用いた。混合器１１２として、スタティックミキサー（ノリタケカンパニーリミテド社製 Ｔ３－１２－２－ＰＴ）を用いた。冷却媒体１５２として冷却水を用いた。冷却槽１５１に収容された冷却水の温度は、２℃に設定した。ステンレス管のうち冷却槽１５１中の冷却水に浸漬されている部分の長さは、２３００ｍｍとした。冷却水により冷却された直後の混合液Ｍの温度を、温度計１６により測定した。以下、冷却水により冷却された直後の混合液Ｍの温度を「冷却後の混合液の温度」という。
【0296】
（２）ゲルの調製
排出管１４から排出されるゾル１５０ｍＬを攪拌しながら回収用容器１７に回収し、さらに室温で３分間攪拌した後、回収用容器１７内に成形鋳型を投入した。その後、３０℃で１９時間静置し、ポリシロキサンゲルを調製した。
排出管１４から排出されるゾル１５０ｍＬを攪拌しながら回収用容器１７に回収し、さらに室温で３分間攪拌した後、回収用容器１７内に成形鋳型を投入した。その後、３０℃で１９時間静置し、ポリシロキサンゲルを調製した。
【0297】
（３）シリカモノリスの作製
１．５Ｍ尿素水１００ｍＬが入った反応容器に、得られたポリシロキサンゲルを加え、５時間、９０℃で加熱還流した。還流終了後、得られたポリシロキサンゲルを水で洗浄し、６０℃に設定された乾燥機にて、２０時間、乾燥した。乾燥後、空気雰囲気下、６００℃で５時間、焼成し、シリカモノリスを作製した。
１．５Ｍ尿素水１００ｍＬが入った反応容器に、得られたポリシロキサンゲルを加え、５時間、９０℃で加熱還流した。還流終了後、得られたポリシロキサンゲルを水で洗浄し、６０℃に設定された乾燥機にて、２０時間、乾燥した。乾燥後、空気雰囲気下、６００℃で５時間、焼成し、シリカモノリスを作製した。
【0298】
（４）走査型電子顕微鏡による観察
シリカモノリス試料の表面の構造を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（日本エフイー・アイ社製 ＸＬ３０ＳＦＥＧ）を使用して観察した。ＳＥＭ観察では、任意の位置にて３つの画像を取得した。３つの画像のいずれにおいても、連続的な網目構造の形成が観察された場合、「Ａ」と評価した。３つの画像のいずれか一つ以上において、連続的な網目構造の形成が観察されなかったものを「Ｂ」と評価した。
なお、実施例１に関しては、３つの画像を図１５に示し、実施例２～５に関しては、１つの画像を図１６に示す。
シリカモノリス試料の表面の構造を、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）（日本エフイー・アイ社製 ＸＬ３０ＳＦＥＧ）を使用して観察した。ＳＥＭ観察では、任意の位置にて３つの画像を取得した。３つの画像のいずれにおいても、連続的な網目構造の形成が観察された場合、「Ａ」と評価した。３つの画像のいずれか一つ以上において、連続的な網目構造の形成が観察されなかったものを「Ｂ」と評価した。
なお、実施例１に関しては、３つの画像を図１５に示し、実施例２～５に関しては、１つの画像を図１６に示す。
【0299】
（５）比表面積及びメソ孔の最頻細孔径の測定
比表面積及びメソ孔の最頻細孔径の測定は、マイクロトラック・ベル社製の比表面積・細孔分布測定装置「ＢＥＬＳＯＲＰ－ｍｉｎｉＸ」を用いて行った。４００℃で３時間、減圧脱気したシリカモノリス試料に対して、液体窒素を使用して７７Ｋの温度での窒素吸脱着量を多点法で測定し、吸脱着等温線を求め、吸脱着等温線に基づいて、比表面積及びメソ孔の最頻細孔径を算出した。比表面積は、ＢＥＴ法により算出し、メソ孔の最頻細孔径は、ＢＪＨ法により算出した。ＢＪＨ法はＢａｒｒｅｔｔ－Ｊｏｙｎｅｒ－Ｈａｌｅｎｄａの標準モデルに従って円筒状と仮定した細孔の直径に対する細孔容積の分布を解析する方法である（詳細はＪ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，７３，３７３，１９５１等を参照）。本発明においては、２～２００ｎｍの直径を有する細孔範囲で分析した。
比表面積及びメソ孔の最頻細孔径の測定は、マイクロトラック・ベル社製の比表面積・細孔分布測定装置「ＢＥＬＳＯＲＰ－ｍｉｎｉＸ」を用いて行った。４００℃で３時間、減圧脱気したシリカモノリス試料に対して、液体窒素を使用して７７Ｋの温度での窒素吸脱着量を多点法で測定し、吸脱着等温線を求め、吸脱着等温線に基づいて、比表面積及びメソ孔の最頻細孔径を算出した。比表面積は、ＢＥＴ法により算出し、メソ孔の最頻細孔径は、ＢＪＨ法により算出した。ＢＪＨ法はＢａｒｒｅｔｔ－Ｊｏｙｎｅｒ－Ｈａｌｅｎｄａの標準モデルに従って円筒状と仮定した細孔の直径に対する細孔容積の分布を解析する方法である（詳細はＪ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，７３，３７３，１９５１等を参照）。本発明においては、２～２００ｎｍの直径を有する細孔範囲で分析した。
【0300】
（６）マクロ孔の最頻細孔径の測定
マクロ孔の最頻細孔径の測定は、水銀ポロシメーター（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製「ＡｕｔｏＰｏｒｅ ＩＶ ９５２０」）を用いて、水銀圧入法により行った。水銀圧入法では、シリカモノリス試料の細孔に圧力を加えて水銀を浸入させ、圧力と圧入された水銀量から細孔容積と比表面積を求め、細孔を円筒と仮定したときの細孔容積と比表面積の関係から細孔直径を算出する。水銀圧入法では、本発明においては、５０ｎｍ～５００μｍの直径を有する細孔範囲で分析した。
マクロ孔の最頻細孔径の測定は、水銀ポロシメーター（Ｍｉｃｒｏｍｅｒｉｔｉｃｓ社製「ＡｕｔｏＰｏｒｅ ＩＶ ９５２０」）を用いて、水銀圧入法により行った。水銀圧入法では、シリカモノリス試料の細孔に圧力を加えて水銀を浸入させ、圧力と圧入された水銀量から細孔容積と比表面積を求め、細孔を円筒と仮定したときの細孔容積と比表面積の関係から細孔直径を算出する。水銀圧入法では、本発明においては、５０ｎｍ～５００μｍの直径を有する細孔範囲で分析した。
【0301】
上記（４）～（６）の結果を表１に示す。
【0302】
＜実施例２～５及び比較例１＞
冷却槽１５１中の冷却水の温度を５℃、１０℃、１５℃、２４℃又は３５℃に変更した点を除き、実施例１と同様の操作を行った。なお、比較例１においては、連続的な網目構造の形成がＳＥＭにより観察されなかったので、比表面積、メソ孔の最頻細孔径及びマクロ孔の最頻細孔径の確認は省略した。結果を表１に示す。
冷却槽１５１中の冷却水の温度を５℃、１０℃、１５℃、２４℃又は３５℃に変更した点を除き、実施例１と同様の操作を行った。なお、比較例１においては、連続的な網目構造の形成がＳＥＭにより観察されなかったので、比表面積、メソ孔の最頻細孔径及びマクロ孔の最頻細孔径の確認は省略した。結果を表１に示す。
【0303】
【表1】
【0304】
＜実施例６及び７＞
ステンレス管のうち冷却槽１５１中の冷却水に浸漬されている部分の長さを１０００ｍｍ又は４６００ｍｍに変更した点を除き、実施例１と同様の操作を行った。結果を表２に示す。
ステンレス管のうち冷却槽１５１中の冷却水に浸漬されている部分の長さを１０００ｍｍ又は４６００ｍｍに変更した点を除き、実施例１と同様の操作を行った。結果を表２に示す。
【0305】
＜実施例８＞
混合器１１２をインラインホモジナイザー（回転数１００００ｒｐｍ，ＩＫＡ Ｊａｐａｎ Ｔ－２５インラインホモジナイザー）に変更した点を除き、実施例４と同様の操作を行った。結果を表２に示す。
混合器１１２をインラインホモジナイザー（回転数１００００ｒｐｍ，ＩＫＡ Ｊａｐａｎ Ｔ－２５インラインホモジナイザー）に変更した点を除き、実施例４と同様の操作を行った。結果を表２に示す。
【0306】
【表2】
【0307】
＜実施例９＞
混合部１１に供給される原料液Ｌ１の流量を１０ｍＬ／分に、混合部１１に供給される原料液Ｌ２の流量を２０ｍＬ／分に変更した点を除き、実施例１と同様の操作を行った。結果を表３に示す。
混合部１１に供給される原料液Ｌ１の流量を１０ｍＬ／分に、混合部１１に供給される原料液Ｌ２の流量を２０ｍＬ／分に変更した点を除き、実施例１と同様の操作を行った。結果を表３に示す。
【0308】
＜実施例１０＞
混合部１１に供給される原料液Ｌ１の流量を２５ｍＬ／分に、混合部１１に供給される原料液Ｌ２の流量を５０ｍＬ／分に変更した点を除き、実施例１と同様の操作を行った。結果を表３に示す。
混合部１１に供給される原料液Ｌ１の流量を２５ｍＬ／分に、混合部１１に供給される原料液Ｌ２の流量を５０ｍＬ／分に変更した点を除き、実施例１と同様の操作を行った。結果を表３に示す。
【0309】
【表3】
【0310】
＜実施例１１＞
混合部１１に供給される原料液Ｌ２の流量を１２ｍＬ／分に変更した点を除き、実施例１と同様の操作を行った。結果を表４に示す。
混合部１１に供給される原料液Ｌ２の流量を１２ｍＬ／分に変更した点を除き、実施例１と同様の操作を行った。結果を表４に示す。
【0311】
【表4】
【0312】
＜実施例１２＞
実施例１と同様にして、ゾルの調製、ゲルの調製及びシリカモノリスの作製を連続的に１００回繰り返した。その際の、５、１０、２５及び５０回目における還流工程（メソ孔付与）前の乾燥ゲルの物性値を表５に示す。
実施例１と同様にして、ゾルの調製、ゲルの調製及びシリカモノリスの作製を連続的に１００回繰り返した。その際の、５、１０、２５及び５０回目における還流工程（メソ孔付与）前の乾燥ゲルの物性値を表５に示す。
【0313】
【表5】
【0314】
【0315】
第１供給部１２より供給される原料液Ｌ１として、テトラメトキシシランを用いた。原料液Ｌ１は、４５ｍＬ／分の流量で、混合部１１に連続して供給した。第２供給部１３により供給される原料液Ｌ２として、マクロ孔形成剤であるポリエチレングリコール（分子量１００００）４０５ｇと、メソ孔形成剤である尿素４０５ｇと、触媒である酢酸２．７ｇとを、溶液重量が４５００ｇとなるようにイオン交換水で溶解して調製した水溶液を用いた。原料液Ｌ２は、９０ｍＬ／分の流量で、混合部１１に連続して供給した。排出管１４として、ステンレス管（外径１／８インチ、内径１．０１ｍｍ）を用いた。混合器１１２として、スタティックミキサー（ノリタケカンパニーリミテド社製 Ｔ３－１２－２－ＰＴ）を用いた。冷却槽１５１に収容された冷却水の温度は、２℃に設定した。ステンレス管のうち冷却槽１５１中の冷却水に浸漬されている部分の長さは、２３００ｍｍとした。
【0316】
撹拌部１８では、回収用容器１７に回収されたゾルを、冷却部１９により１５℃に冷却しながら、２２分間、撹拌し、ポンプを使用して、収集用容器に、１３５ｍＬ／分の流量で送液した。収集されたゾルを実施例１と同様に静置して、ポリシロキサンゲルを得た。
【0317】
１．５Ｍ尿素水８０００ｍＬが入った反応容器に、得られたポリシロキサンゲルを加え、１００℃、５時間加熱還流した。還流終了後、得られたポリシロキサンゲルを水で洗浄し、６０℃に設定された乾燥機にて、２０時間、乾燥した。乾燥後、空気雰囲気下、６００℃で５時間、焼成し、シリカモノリスを作製した。結果を表６に示す。
【0318】
【表6】
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
