JP2016023109A - Manufacturing method of phase-separated glass film, and manufacturing method of porous glass film - Google Patents

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直行 纐纈
張 祖依
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祖依 張
佳範 小谷
Yoshinori Kotani
佳範 小谷
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a phase-separated glass film by which the phase-separated glass film can be formed while suppressing composition change in base glass and which is excellent in reproducibility.SOLUTION: A manufacturing method of a phase-separated glass film includes: a film forming step of forming on a base material 10, a film 11 containing base glass powder bodies 12; a first heat treatment step of forming a base glass film 14 by performing heat treatment on the film 11 in an electric furnace; and a second heat treatment step of forming a phase-separated glass film 1 by performing heat treatment on the base glass film 14 to phase-separate the same. Further, the base glass powder bodies 12 include a volatile component that is volatilized in a temperature condition in the first heat treatment step, and the first heat treatment step is performed in a state in which a space into which the volatile component diffuses is restricted.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、相分離ガラス膜の製造方法及び多孔質ガラス膜の製造方法に関する。   The present invention relates to a method for producing a phase separation glass membrane and a method for producing a porous glass membrane.

近年、多孔質ガラスに注目が集まっており、その優れた特徴を生かし、例えば、吸着剤、マイクロキャリア担体、分離膜、光学材料等の工業的利用が期待されている。しかしながら多孔質ガラスは、表面強度、空孔率、空孔径の均一性等の多くの課題が存在している。特に、光学材料として多孔質ガラスを利用する場合は、光の散乱、反射を抑える目的で多孔質の空孔率制御がより一層詳細に制御する必要がある。   In recent years, attention has been focused on porous glass, and industrial applications such as an adsorbent, a microcarrier carrier, a separation membrane, and an optical material are expected to take advantage of its excellent characteristics. However, porous glass has many problems such as surface strength, porosity, and uniformity of pore diameter. In particular, when porous glass is used as an optical material, it is necessary to control the porosity of the porous layer in more detail for the purpose of suppressing light scattering and reflection.

多孔質ガラスを比較的容易に製造する方法として、ガラス自体の相分離現象を利用する方法がある。特に、ガラスのスピノーダル型相分離現象を利用して製造される多孔質ガラスは、網目状に均一に制御された特徴的な連続多孔構造を有し、他の多孔質材料と比較して、高い空孔率を有するという特徴を有する。このため、スピノーダル型多孔質構造を有する多孔質ガラスは、工業的な利用という観点で期待が大きい部材である。   As a method for producing the porous glass relatively easily, there is a method utilizing the phase separation phenomenon of the glass itself. In particular, porous glass produced by utilizing the spinodal phase separation phenomenon of glass has a characteristic continuous porous structure that is uniformly controlled in a mesh shape, which is higher than other porous materials. It has the feature of having porosity. For this reason, porous glass having a spinodal type porous structure is a member that is highly expected from the viewpoint of industrial use.

ところで、相分離現象を利用する多孔質ガラスの母材としては、シリカ、酸化ホウ素、アルカリ金属酸化物等を原料としたホウケイ酸塩ガラスが一般的である。成型されたホウケイ酸塩ガラスは、一定温度で保持する処理(熱処理)を行うことにより相分離現象が発生する。以下、上記処理(熱処理)を相分離熱処理と呼ぶことにする。この相分離熱処理をしたホウケイ酸ガラスは、酸性溶液によるエッチングにより、酸に可溶な成分である非シリカリッチ相が溶出される。このため、多孔質ガラスを構成する骨格は主にシリカ(シリカリッチ相)である。このようにして得られる多孔質ガラスの骨格径、細孔径及び空孔率は、相分離熱処理前のガラスの組成、相分離熱処理温度や時間に大きく影響される。さらに多孔質ガラスの骨格・細孔径や空孔率は光学特性にも大きく影響する。   By the way, borosilicate glass using silica, boron oxide, alkali metal oxide or the like as a raw material is generally used as a base material of the porous glass utilizing the phase separation phenomenon. The molded borosilicate glass undergoes a phase separation phenomenon by performing a treatment (heat treatment) held at a constant temperature. Hereinafter, the above treatment (heat treatment) will be referred to as phase separation heat treatment. In the borosilicate glass subjected to the phase separation heat treatment, the non-silica rich phase, which is an acid-soluble component, is eluted by etching with an acidic solution. For this reason, the skeleton constituting the porous glass is mainly silica (silica-rich phase). The skeleton diameter, pore diameter, and porosity of the porous glass thus obtained are greatly affected by the glass composition, phase separation heat treatment temperature and time before the phase separation heat treatment. Furthermore, the skeleton, pore diameter, and porosity of the porous glass greatly affect the optical characteristics.

一方で、相分離現象は、ナノサイズの極微細な三次元構造を形成する現象であるため、ガラス内部までの選択エッチングを達成することは非常に困難であり、均一な細孔を得ることが困難である。選択エッチングを十分に進行させ、均一な細孔を得る手段の一つとしては、ガラスの薄片化が挙げられる。しかしながら、薄片化した母体ガラスに対して熱処理による相分離を行うと、相分離時の構成元素の動きによって、ガラスの面精度が悪化し、優れた多孔質ガラス薄層を得ることは困難であることがわかった。尚、ガラスを薄片化することでガラス内部までの選択エッチングが良好に進行するものの、その一方で構造体の強度が低下するという課題も存在している。   On the other hand, since the phase separation phenomenon is a phenomenon that forms a nano-sized ultra-fine three-dimensional structure, it is very difficult to achieve selective etching to the inside of the glass, and uniform pores can be obtained. Have difficulty. One means for sufficiently promoting the selective etching and obtaining uniform pores is to make glass thin. However, when phase separation by heat treatment is performed on the thinned base glass, the surface accuracy of the glass deteriorates due to the movement of constituent elements during the phase separation, and it is difficult to obtain an excellent porous glass thin layer. I understood it. Although selective etching up to the inside of the glass proceeds favorably by making the glass into thin pieces, there is also a problem that the strength of the structure is reduced.

そこでスピノーダル相分離多孔質材料の独特の表面特性を利用する一つの手法として、薄膜状の多孔質ガラスを基材上に形成することが考えられる。薄膜状の多孔質ガラスを基材上に形成する手段として、例えば、印刷法が挙げられる。具体的には、母材であるホウケイ酸塩ガラスを粉砕し粉体を形成し、樹脂と混合することでペーストを形成する。そのペーストを基材に印刷し、熱処理をすることでガラス膜を基材上に形成する。その後、相分離熱処理をすることで、シリカ相と非シリカリッチ相を分離し、非シリカリッチ相をエッチングにより除去することで、基材上に多孔質膜を形成することができる(特許文献1参照)。   Therefore, as one method for utilizing the unique surface characteristics of the spinodal phase-separated porous material, it is conceivable to form a thin film-like porous glass on the substrate. As a means for forming the thin film-like porous glass on the substrate, for example, a printing method can be mentioned. Specifically, a borosilicate glass as a base material is crushed to form a powder, and mixed with a resin to form a paste. The paste is printed on a base material and heat treated to form a glass film on the base material. Thereafter, a silica film and a non-silica rich phase are separated by performing phase separation heat treatment, and a porous film can be formed on the substrate by removing the non-silica rich phase by etching (Patent Document 1). reference).

特開2013−33188号公報JP 2013-33188 A

しかしながら、特許文献1の手法では、一度形成した母体ガラスを粉砕し、再度熱処理を行ってガラス膜を形成するプロセスを有するため、粉砕したガラスを高温融着させるための再加熱工程が必要である。そのためどうしても、母体ガラスに含まれる揮発成分であるホウ素やナトリウムが母体ガラスから揮発・拡散することで、母体ガラスの組成が変化するという課題が存在している。また上記揮発成分の揮発は、熱処理の際の設定温度が高温になるほど顕著になることが確認されており、粒界除去と揮発抑制とがトレードオフの関係になっている。さらに、上記揮発による母体ガラスの組成変化により、相分離現象が発現させることができなくなることで、多孔質化が不十分となり低反射率特性を示さなくなる。一方で、上記揮発による母体ガラスの組成変化により、母体ガラスに含まれる酸化ケイ素が結晶化し、この結晶化した酸化ケイ素が光学特性に影響する異物となるという課題も存在している。   However, since the method of Patent Document 1 has a process of forming a glass film by pulverizing a base glass once formed and performing a heat treatment again, a reheating step for fusing the pulverized glass at a high temperature is necessary. . Therefore inevitably, by boron or sodium is a volatile component contained in the glass body is volatilized and diffused from the glass body, there is a problem that the composition of the glass body is changed. Moreover, it has been confirmed that the volatilization of the volatile component becomes more prominent as the set temperature at the time of heat treatment becomes higher, and there is a trade-off relationship between removal of grain boundaries and suppression of volatilization. Furthermore, the phase change phenomenon cannot be expressed due to the composition change of the base glass due to the volatilization, so that the porous structure becomes insufficient and the low reflectance characteristic is not exhibited. On the other hand, due to the composition change of the base glass due to the volatilization, there is a problem that the silicon oxide contained in the base glass is crystallized and the crystallized silicon oxide becomes a foreign substance that affects the optical characteristics.

本発明は、上述した課題を解決するためになされるものであり、その目的は、母体ガラスの組成変動を抑制しつつ形成することが可能であって、再現性がよい、相分離ガラス膜の製造方法を提供することにある。   The present invention is made in order to solve the above-described problems, and the object of the present invention is a phase-separated glass membrane that can be formed while suppressing variation in the composition of the base glass and has good reproducibility. It is to provide a manufacturing method.

本発明の第一の態様である相分離ガラス膜の製造方法は、
基材の上に母体ガラス粉体を含む膜を形成する成膜工程と、
前記膜を電気炉内で加熱処理して母体ガラス膜を形成する第1の熱処理工程と、
前記母体ガラス膜を加熱処理して相分離し、相分離ガラス膜を形成する第2の熱処理工程と、を有し、
前記母体ガラス粉体に、前記第1の熱処理工程の温度条件で揮発する揮発成分が含まれており、
前記第1の熱処理工程が、前記揮発成分が拡散する空間を制限した状態で行われることを特徴とする。
The method for producing a phase-separated glass membrane according to the first aspect of the present invention comprises:
A film forming step of forming a film containing the base glass powder on the substrate;
A first heat treatment step of heat-treating the film in an electric furnace to form a base glass film;
A second heat treatment step for heat-treating the base glass film to phase-separate and form a phase-separated glass film,
The base glass powder contains a volatile component that volatilizes under the temperature conditions of the first heat treatment step,
The first heat treatment step is performed in a state where a space in which the volatile component diffuses is limited.

本発明によれば、母体ガラスの組成変動を抑制しつつ形成することが可能であって、再現性よい、相分離ガラス膜の製造方法を提供することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, it can form, suppressing the composition fluctuation | variation of a base glass, Comprising: The manufacturing method of a phase-separation glass membrane with sufficient reproducibility can be provided.

本発明の多孔質ガラス膜の製造方法における実施形態の例を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the example of embodiment in the manufacturing method of the porous glass membrane of this invention. スピノーダル型多孔質構造をとる多孔質ガラス膜の画像濃度ごとの頻度を示す図である。It is a figure which shows the frequency for every image density of the porous glass film which takes a spinodal type porous structure. 多孔質ガラス膜が有する細孔の細孔径及び細孔間の骨格の骨格径の定義の具体例を示す図である。It is a figure which shows the specific example of the definition of the skeleton diameter of the pore diameter which the porous glass membrane has, and the skeleton between pores. 本発明の製造方法で得られた多孔質ガラス膜を有する光学部材が搭載された撮像装置の例を示す断面模式図である。It is a cross-sectional schematic diagram which shows the example of the imaging device with which the optical member which has the porous glass film obtained with the manufacturing method of this invention was mounted. 母体ガラス膜Aの光学顕微鏡画像を示す図である。It is a figure which shows the optical microscope image of the base glass film | membrane A. 母体ガラス膜AのXPS測定の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the XPS measurement of the base glass film | membrane A. 母体ガラス膜Bの光学顕微鏡画像を示す図である。FIG. 6 is a view showing an optical microscope image of a base glass film B. 母体ガラス膜BのXPS測定の測定結果を示す図である。It is a figure which shows the measurement result of the XPS measurement of the base glass film | membrane B.

本発明の相分離ガラス膜の製造方法は、下記(1)乃至(3)の工程を有する。
(1)基材の上に母体ガラス粉体を含む膜を形成する成膜工程
(2)膜を電気炉内で加熱処理して母体ガラス膜を形成する第1の熱処理工程
(3)母体ガラス膜を加熱処理して相分離し、相分離ガラス膜を形成する第2の熱処理工程
また本発明の多孔質ガラス膜の製造方法も、上記(1)乃至(3)の工程を有し、さらに下記(4)の工程を有する。
(4)相分離ガラス膜をエッチング処理するエッチング工程
本発明において、母体ガラス粉体には、第1の熱処理工程(工程(2))の温度条件で揮発する揮発成分が含まれている。また本発明において、第1の熱処理工程(工程(2))は、揮発成分が拡散する空間を制限した状態で行われる。
The method for producing a phase-separated glass membrane of the present invention includes the following steps (1) to (3).
(1) Film forming step for forming a film containing base glass powder on a base material (2) First heat treatment step for forming a base glass film by heating the film in an electric furnace (3) Base glass A second heat treatment step for forming a phase-separated glass membrane by heat-treating the membrane, and the method for producing a porous glass membrane of the present invention also includes the steps (1) to (3), It has the process of following (4).
(4) Etching Step for Etching Phase-Separated Glass Film In the present invention, the base glass powder contains a volatile component that volatilizes under the temperature condition of the first heat treatment step (step (2)). In the present invention, the first heat treatment step (step (2)) is performed in a state where a space in which the volatile component diffuses is limited.

本発明の製造方法では、母体ガラス粉体を基材の上に塗布したのち、母体ガラス膜を形成する加熱処理(第1の熱処理工程)において、揮発成分が拡散する空間を制限している。これによりホウ素やナトリウムといった母体ガラス粉体に含まれる揮発成分が自由に拡散することなく、特定の空間に留まった状態になるため、組成ずれが抑制された母体ガラス膜を形成することができる。尚、この母体ガラス膜は、相分離熱処理を行うことで相分離ガラス膜が形成され、さらにエッチング処理を行うことで多孔質ガラス膜が形成される。これにより膜中に1μm以上の大きな酸化ケイ素の結晶が生成されることがない高い透過率を示す相分離ガラス膜や多孔質ガラス膜を得ることができる。   In the production method of the present invention, after the base glass powder is applied on the base material, the space in which the volatile components diffuse is limited in the heat treatment (first heat treatment step) for forming the base glass film. As a result, volatile components contained in the base glass powder such as boron and sodium do not diffuse freely and remain in a specific space, so that a base glass film in which compositional deviation is suppressed can be formed. In addition, this base glass film forms a phase separation glass film by performing a phase separation heat treatment, and further forms a porous glass film by performing an etching process. Thereby, it is possible to obtain a phase-separated glass film or a porous glass film exhibiting a high transmittance without generating a large silicon oxide crystal of 1 μm or more in the film.

以下、図面を適宜参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。ただし、本発明は以下に説明する実施形態に限定されるものではない。また図面において特に図示されなかった部分や以下の説明において特に記載がなかった部分に関しては、当該技術分野の周知又は公知の技術を適用することができる。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings as appropriate. However, the present invention is not limited to the embodiments described below. Further, a well-known or publicly known technique in the technical field can be applied to a part that is not particularly illustrated in the drawings or a part that is not particularly described in the following description.

[相分離ガラス膜及び多孔質ガラス膜の製造方法]
図1は、本発明の多孔質ガラス膜の製造方法における実施形態の例を示す断面模式図である。ここで、本発明の多孔質ガラス膜(図1(e)の符号2)は、図1(d)の相分離ガラス膜1を経て製造されるため、図1は、本発明の相分離ガラス膜の製造方法における実施形態の例を示す図でもある。
[Method for producing phase-separated glass membrane and porous glass membrane]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an example of an embodiment in the method for producing a porous glass membrane of the present invention. Here, since the porous glass membrane (reference numeral 2 in FIG. 1 (e)) of the present invention is manufactured through the phase separation glass membrane 1 of FIG. 1 (d), FIG. 1 shows the phase separation glass of the present invention. It is also a figure which shows the example of embodiment in the manufacturing method of a film | membrane.

以下、各製造プロセスについて説明する。   Hereinafter, each manufacturing process will be described.

(1)成膜工程(図1(a))
本発明の多孔質ガラス膜を製造するには、まず基材10の上に母体ガラス粉体12を含む膜11を形成する(図1(a))。
(1) Film formation process (FIG. 1A)
In order to manufacture the porous glass film of the present invention, first, a film 11 containing the base glass powder 12 is formed on the base material 10 (FIG. 1A).

(1−1)基材
母体ガラス粉体を含む膜を設ける基材10としては、目的に応じて任意の材料の基材を使用することができる。基材の材料としては、多孔質ガラス膜の成分を含んでいることが好ましく、ホウケイ酸塩ガラスを用いる際は、例えば、石英ガラス、クォーツ、サファイア等が挙げられる。
(1-1) Substrate As the substrate 10 on which the film containing the base glass powder is provided, a substrate of any material can be used depending on the purpose. The material of the base material preferably contains a component of a porous glass film. When borosilicate glass is used, for example, quartz glass, quartz, sapphire and the like can be mentioned.

(1−2)母体ガラス粉体
粉体状の母体ガラスは、一般的なガラスの製造方法を用いて作製することができる。母体ガラスの材質としては、特に限定されるものではないが、例えば、酸化ケイ素系ガラスI(母体ガラス組成:酸化ケイ素−酸化ホウ素−アルカリ金属酸化物)、酸化ケイ素系ガラスII(母体ガラス組成:酸化ケイ素−酸化ホウ素−アルカリ金属酸化物−(アルカリ土類金属酸化物,酸化亜鉛,酸化アルミニウム,酸化ジルコニウム))、酸化チタン系ガラス(母体ガラス組成:酸化ケイ素−酸化ホウ素−酸化カルシウム−酸化マグネシウム−酸化アルミニウム−酸化チタン)等が挙げられる。それらの中でも、酸化ケイ素−酸化ホウ素−アルカリ金属酸化物のホウケイ酸系ガラスが好ましい。
(1-2) Base Glass Powder Powdery base glass can be produced using a general glass manufacturing method. The material of the base glass is not particularly limited. For example, silicon oxide glass I (matrix glass composition: silicon oxide-boron oxide-alkali metal oxide), silicon oxide glass II (matrix glass composition: Silicon oxide-boron oxide-alkali metal oxide- (alkaline earth metal oxide, zinc oxide, aluminum oxide, zirconium oxide)), titanium oxide glass (matrix glass composition: silicon oxide-boron oxide-calcium oxide-magnesium oxide) -Aluminum oxide-titanium oxide) and the like. Among them, borosilicate glass of silicon oxide-boron oxide-alkali metal oxide is preferable.

母体ガラスとしてホウケイ酸系ガラスを用いる場合、ガラスに含まれる酸化ケイ素の割合は、55.0重量%以上95.0重量%以下が好ましく、60.0重量%以上85.0重量%以下が特に好ましい。ガラスに含まれる酸化ケイ素の割合を上記範囲に制御することで、骨格強度が高い相分離ガラス膜及び多孔質ガラス膜を得やすい傾向にあり、ガラス膜自体の強度が必要とされる場合に有用である。またガラスに含まれるホウ素とアルカリ成分とのモル比について、下記式(α)が満たされることが好ましい。
0.25<[Na/B]<0.4 (α)
When borosilicate glass is used as the base glass, the proportion of silicon oxide contained in the glass is preferably 55.0 wt% or more and 95.0 wt% or less, particularly 60.0 wt% or more and 85.0 wt% or less. preferable. By controlling the ratio of silicon oxide contained in the glass within the above range, it tends to be easy to obtain a phase-separated glass membrane and a porous glass membrane with high skeleton strength, and is useful when the strength of the glass membrane itself is required. It is. Moreover, it is preferable that a following formula ((alpha)) is satisfy | filled about the molar ratio of the boron and alkali component contained in glass.
0.25 <[Na / B] <0.4 (α)

式(α)が満たされないと、エッチング工程を行う際に膜自体の膨張又は収縮により膜の破壊が発生してしまうことがある。   If the formula (α) is not satisfied, the film may be broken due to expansion or contraction of the film itself during the etching process.

本発明において、母体ガラスは、粉体状で使用されるものであるが、母体ガラスを粉体状にする具体的方法においては、後述する。   In the present invention, the base glass is used in a powder form, but a specific method for making the base glass into a powder form will be described later.

(1−3)母体ガラス粉体を含む膜の塗布・成膜
母体ガラス粉体12を含む膜11を形成する方法として、例えば、印刷法、スピンコート法、ディップコート法等が挙げられる。以下、膜11を形成する具体的な方法として、一般的なスクリーン印刷法を用いた方法を説明する。
(1-3) Application / Film Formation of Film Containing Base Glass Powder Examples of a method for forming the film 11 including the base glass powder 12 include a printing method, a spin coating method, and a dip coating method. Hereinafter, a method using a general screen printing method will be described as a specific method for forming the film 11.

スクリーン印刷法では、スクリーン印刷機を使用して、母体ガラス粉体を含むペースト状物質を基材等に印刷させる方法であるため、当該ペースト状物質の調製が必須である。   In the screen printing method, since a paste-like substance containing a base glass powder is printed on a substrate or the like using a screen printer, preparation of the paste-like substance is essential.

上記ペースト状物質を調製する前提として、上記(1−1)の母体ガラスを粉体化して母体ガラス粉体にする。粉体化の方法としては、特に限定されるものではなく、公知の粉体化方法が使用可能である。粉体化方法の一例として、ビーズミルに代表される液相での粉砕方法や、ジェットミル等に代表される気相での粉砕方法が挙げられる。   As a premise for preparing the pasty substance, the base glass of (1-1) is pulverized to form a base glass powder. The method for pulverization is not particularly limited, and a known pulverization method can be used. Examples of the pulverization method include a liquid phase pulverization method represented by a bead mill and a gas phase pulverization method represented by a jet mill.

粉砕された母体ガラスの粒径は、スクリーン印刷で用いられる版の大きさや設計膜厚により適宜制御される。ただし、粒径が大きいとペースト化した時の沈降が速く均一性が保ちにくい。また、印刷された膜を均一に形成することが難しくなる事情があるため、母体ガラスの粒径は20μm以下にするのが好ましい。   The particle size of the crushed base glass is appropriately controlled by the size of the plate used in screen printing and the design film thickness. However, when the particle size is large, the sedimentation is rapid when it is made into a paste, and it is difficult to maintain uniformity. Moreover, since it becomes difficult to form the printed film | membrane uniformly, it is preferable that the particle size of a base glass shall be 20 micrometers or less.

母体ガラス粉体を含む膜(塗布膜)を形成する際には、上記母体ガラス粉体を含有するペーストを調製する必要がある。このペーストには、上記母体ガラス粉体と共に、熱可塑性樹脂、可塑剤、溶剤等を含有させる。   When forming a film (coating film) containing the base glass powder, it is necessary to prepare a paste containing the base glass powder. This paste contains a thermoplastic resin, a plasticizer, a solvent and the like together with the base glass powder.

ペーストを調製する際にペーストに含有させる母体ガラス粉体の割合は、ペーストの総重量を基準として、望ましくは、30.0重量%以上90.0重量%以下であり、好ましくは、35.0重量%以上70.0重量%以下である。   The ratio of the base glass powder to be included in the paste when preparing the paste is desirably 30.0 wt% or more and 90.0 wt% or less, preferably 35.0 wt%, based on the total weight of the paste. % By weight or more and 70.0% by weight or less.

ペーストを調製する際にペーストに含有させる熱可塑性樹脂は、ペーストが乾燥することで形成される膜の強度を高め、また当該膜に柔軟性を付与する成分である。熱可塑性樹脂として、ポリブチルメタアクリレート、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタアクリレート、ポリエチルメタアクリレート、エチルセルロース等が使用可能である。これら熱可塑性樹脂は、一種類を単独で用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。尚、ペーストに含有させる熱可塑性樹脂は、図1(a)に示される膜11を構成するバインダー13として機能するものである。   The thermoplastic resin contained in the paste when preparing the paste is a component that increases the strength of the film formed by drying the paste and imparts flexibility to the film. As the thermoplastic resin, polybutyl methacrylate, polyvinyl butyral, polymethyl methacrylate, polyethyl methacrylate, ethyl cellulose and the like can be used. One type of these thermoplastic resins may be used alone, or a plurality of types may be mixed and used. Note that the thermoplastic resin contained in the paste functions as the binder 13 constituting the film 11 shown in FIG.

ペーストに含有される熱可塑性樹脂の含有量は、ペーストの総重量を基準として、0.1重量%以上30.0重量%以下が好ましい。熱可塑性樹脂の含有量が0.1重量%よりも小さい場合は、ペーストが乾燥することで形成される膜の強度が弱くなる傾向にある。一方、熱可塑性樹脂の含有量が30.0重量%よりも大きい場合は、ガラス膜を形成する際に当該ガラス膜中に樹脂の残存成分が残りやすくなるため、好ましくない。   The content of the thermoplastic resin contained in the paste is preferably 0.1% by weight or more and 30.0% by weight or less based on the total weight of the paste. When the content of the thermoplastic resin is smaller than 0.1% by weight, the strength of the film formed by drying the paste tends to be weakened. On the other hand, when the content of the thermoplastic resin is larger than 30.0% by weight, it is not preferable because a residual component of the resin tends to remain in the glass film when the glass film is formed.

本発明において、ペーストには可塑剤を適宜含ませてもよい。可塑剤を添加することで、ペーストの乾燥速度をコントロールすることができる。またペーストの乾燥により形成される膜に柔軟性を与えることができる。ペーストに含ませる可塑剤として、ブチルベンジルフタレート、ジオクチルフタレート、ジイソオクチルフタレート、ジカプリルフタレート、ジブチルフタレート等が挙げられる。これら可塑剤は、一種類を単独で用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。   In the present invention, the paste may contain a plasticizer as appropriate. By adding a plasticizer, the drying speed of the paste can be controlled. Further, flexibility can be given to a film formed by drying the paste. Examples of the plasticizer included in the paste include butylbenzyl phthalate, dioctyl phthalate, diisooctyl phthalate, dicapryl phthalate, and dibutyl phthalate. These plasticizers may be used alone or in combination of two or more.

ペーストに可塑剤を含ませる場合、その含有量は、ペーストの総重量を基準として、10.0重量%以下が好ましい。   When the plasticizer is included in the paste, the content is preferably 10.0% by weight or less based on the total weight of the paste.

ところで、ペーストを調製する際には、熱可塑性樹脂と共に溶媒が適宜使用される。ペーストに含ませる溶剤として、ターピネオール、ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート、2,2,4−トリメチル−1,3−ペンタジオールモノイソブチレート等が挙げられる。これら溶剤は、一種類を単独で用いてもよいし、複数種類を混合して用いてもよい。   By the way, when preparing the paste, a solvent is appropriately used together with the thermoplastic resin. Examples of the solvent included in the paste include terpineol, diethylene glycol monobutyl ether acetate, 2,2,4-trimethyl-1,3-pentadiol monoisobutyrate, and the like. One of these solvents may be used alone, or a plurality of these solvents may be mixed and used.

ペーストに含ませる溶剤の含有量は、ペーストの総重量を基準として、10.0重量%以上90.0重量%以下が好ましい。10.0重量%よりも小さいと均一な膜が得難くなる傾向にある。また、90.0重量%を超えても同様に均一な膜が得難くなる傾向にある。   The content of the solvent contained in the paste is preferably 10.0% by weight or more and 90.0% by weight or less based on the total weight of the paste. If it is less than 10.0% by weight, it tends to be difficult to obtain a uniform film. Moreover, even if it exceeds 90.0% by weight, it tends to be difficult to obtain a uniform film.

ペーストの調製する際は、上述した材料を所定の割合で混練することにより行うことができる。   The paste can be prepared by kneading the above materials at a predetermined ratio.

本工程は、まず基材10のいずれかの面に、ペーストをスクリーン印刷により塗布する。この後、ペーストの溶媒成分を乾燥・除去する。これにより、図1(a)に示される母体ガラス粉体12を含有する膜11を基材10の上に形成することができる。また膜11の膜厚を、目的とする厚さにするために、母体ガラス含有ペーストを任意の回数分重ねて塗布、乾燥してもよい。   In this step, first, a paste is applied to any surface of the substrate 10 by screen printing. Thereafter, the solvent component of the paste is dried and removed. Thereby, the film | membrane 11 containing the base glass powder 12 shown by Fig.1 (a) can be formed on the base material 10. FIG. Further, in order to make the film 11 have a desired thickness, the base glass-containing paste may be applied and dried in an arbitrary number of times.

(2)第1の熱処理工程(図1(b)、(c))
次に、基材10の所定の面に塗布・成膜された母体ガラス粉体12を含む膜11について、電気炉内で1回目の熱処理を行う(第1の熱処理工程)。この熱処理により、膜11は、母体ガラス膜14に転化する(図1(c))。ここで、本工程は、母体ガラス粉体12に含まれる揮発成分が揮発・拡散する温度で行われるが、本発明では、この揮発成分が拡散する空間を制限した状態で加熱処理が行われる。尚、揮発成分が拡散する空間を制限するとは、母体ガラス粉体12から揮発した揮発成分の大半を所定の空間にとどめておいて当該所定の空間から外部へ拡散させないようにした状態をいうものである。即ち、揮発成分のごく一部が当該所定の空間から外部へ拡散したとしても量的に少ないものであれば特に問題はなく、揮発成分の全てを閉じられた空間にとどめておくことを要求するものではない。
(2) First heat treatment step (FIGS. 1B and 1C)
Next, a first heat treatment is performed in the electric furnace on the film 11 including the base glass powder 12 applied and formed on a predetermined surface of the base material 10 (first heat treatment step). By this heat treatment, the film 11 is converted into the base glass film 14 (FIG. 1C). Here, this step is performed at a temperature at which the volatile component contained in the base glass powder 12 volatilizes and diffuses. In the present invention, the heat treatment is performed in a state where the space in which the volatile component diffuses is limited. In addition, limiting the space where the volatile component diffuses means a state in which most of the volatile component volatilized from the base glass powder 12 is kept in a predetermined space and is not diffused from the predetermined space to the outside. It is. That is, even if only a small part of the volatile component diffuses from the predetermined space to the outside, there is no particular problem as long as it is quantitatively small, and it is required to keep all the volatile component in a closed space. It is not a thing.

揮発成分が拡散する空間を制限する具体的な手法として、例えば、図1(b)に示されるように、膜11が設けられている基材10に容器20をかぶせて、容器20の口が地面に接触した状態で熱処理を行う。これにより、容器20の内壁部分や口部分によって、本工程時において揮発する揮発成分が、拡散・対流するのが可能な空間が制限されるため、厚さ方向において組成ずれが抑制された母体ガラス膜14を形成させることができる。   As a specific method for limiting the space where the volatile component diffuses, for example, as shown in FIG. 1B, the container 20 is covered with the base material 10 on which the film 11 is provided, and the mouth of the container 20 is opened. Heat treatment is performed in contact with the ground. As a result, the inner glass part and the mouth part of the container 20 limit the space in which the volatile components that volatilize in this process can diffuse and convect, so that the composition glass is suppressed in composition deviation in the thickness direction. A film 14 can be formed.

容器20の材質としては、ホウ素やナトリウムといった揮発成分の拡散が起きない材料であれば特に限定されるものではない。ただし多孔度の高いセラミックは好ましくない。容器20の構成材料が備える空孔率は2%以下が好ましい。この空孔率を満たす材質として、例えば、石英ガラスが挙げられる。   The material of the container 20 is not particularly limited as long as it does not cause diffusion of volatile components such as boron and sodium. However, a highly porous ceramic is not preferred. The porosity of the constituent material of the container 20 is preferably 2% or less. An example of a material that satisfies this porosity is quartz glass.

また本発明において、容器20の容量は、基材10に塗布・成膜された膜11の体積に基づいて適宜設定される。本発明において、容器20の容量は、膜11に含まれる母体ガラス粉体12の総体積の20000倍以下であることが好ましい。   In the present invention, the capacity of the container 20 is appropriately set based on the volume of the film 11 applied and formed on the substrate 10. In the present invention, the capacity of the container 20 is preferably 20000 times or less the total volume of the base glass powder 12 contained in the film 11.

このように容器20等によって膜11が設けられている基材10を取り巻く空間を制限した状態で熱処理を行うと、揮発したホウ素やナトリウムの大半が当該空間の外部へ拡散することなく容器20の内部にとどめることができる。このため、高温処理を行っても一定量以上の揮発が起こらなくなる。しかも、容器20内で均一化された状態で熱処理を行うことができるため、組成が均一な母体ガラス膜14を得ることができる。   When heat treatment is performed in such a manner that the space surrounding the base material 10 on which the film 11 is provided by the container 20 or the like is limited, most of the volatilized boron and sodium do not diffuse outside the space. Can stay inside. For this reason, even if a high temperature treatment is performed, a certain amount or more of volatilization does not occur. In addition, since the heat treatment can be performed in a uniform state in the container 20, the base glass film 14 having a uniform composition can be obtained.

ところで、本工程のような熱処理工程において母体ガラス粉体12内のホウ素の含有量が減少すると、ガラスの溶融点は上昇するため、平坦化にかかる時間が延びることが懸念される。ここで、本発明のように、揮発成分の揮発や拡散を抑えることができると、ガラスの溶融点の上昇を防ぐことができるため、短時間で平坦化を行うことが可能となる。また平坦化が早期に完了することにより、母体ガラス膜14の被表面積が減少するため、より揮発成分の揮発を抑えることが可能となる。   By the way, when the boron content in the base glass powder 12 is reduced in the heat treatment step such as this step, the melting point of the glass rises, and there is a concern that the time required for flattening may be extended. Here, as in the present invention, if the volatilization and diffusion of volatile components can be suppressed, the glass melting point can be prevented from increasing, so that planarization can be performed in a short time. Moreover, since the surface area of the base glass film 14 is reduced by completing the planarization at an early stage, volatilization of volatile components can be further suppressed.

本発明において、第1の熱処理工程は、好ましくは、700℃以上1100℃以下で行われる。また第1の熱処理工程は、好ましくは、5分乃至1時間の範囲で行われる。   In the present invention, the first heat treatment step is preferably performed at 700 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower. The first heat treatment step is preferably performed in the range of 5 minutes to 1 hour.

(3)第2の熱処理工程(相分離工程、図1(d))
第1の熱処理工程により平坦化された母体ガラス膜14を形成した後、第2の熱処理工程を行う(図1(d))。尚、この第2の熱処理工程は、相分離加熱処理とも呼ばれる。
(3) Second heat treatment step (phase separation step, FIG. 1 (d))
After the base glass film 14 flattened by the first heat treatment step is formed, a second heat treatment step is performed (FIG. 1D). This second heat treatment step is also called phase separation heat treatment.

本工程により、母体ガラス膜14の相分離を促して、シリカリッチ相と非シリカリッチ相とに分かれた層(相分離ガラス膜1)が形成される。   By this step, phase separation of the base glass film 14 is promoted, and a layer (phase separated glass film 1) divided into a silica-rich phase and a non-silica-rich phase is formed.

本発明において、第2の熱処理工程は、第1の熱処理工程よりは低い温度で行われるものであり、好ましくは、500℃乃至700℃で行われる。また第2の熱処理工程は、通常1時間乃至100時間の範囲内で行われる。ただし、得ようとする非シリカリッチ相の大きさ(多孔質ガラス膜2が有する細孔の細孔径に相当)等に応じて本工程の温度条件や時間的条件は適宜設定することができる。ここで後述する工程を経て得られる多孔質ガラス膜2の光の散乱を抑えるためには、多孔質ガラス膜2が有する細孔の細孔径を50nm以下にする必要があり、これを実現するように相分離熱処理の条件を適宜調整することが必要である。   In the present invention, the second heat treatment step is performed at a temperature lower than that of the first heat treatment step, and is preferably performed at 500 ° C. to 700 ° C. The second heat treatment step is usually performed within a range of 1 hour to 100 hours. However, the temperature condition and time condition of this step can be appropriately set according to the size of the non-silica rich phase to be obtained (corresponding to the pore diameter of the pores of the porous glass film 2). In order to suppress light scattering of the porous glass film 2 obtained through the steps described later, the pore diameter of the pores of the porous glass film 2 needs to be 50 nm or less, and this is realized. In addition, it is necessary to appropriately adjust the conditions for the phase separation heat treatment.

また、本工程を行う際の温度設定は、所定の温度で一定にさせる必要はなく、上述した好適範囲内において設定温度を連続的及び/又は段階的に変化させてもよい。   Moreover, the temperature setting at the time of performing this process does not need to make it constant at predetermined temperature, and you may change preset temperature continuously and / or in steps within the suitable range mentioned above.

また既に述べたように、本工程は、第1の熱処理工程よりは低い温度で行われるものである。このため、本工程は、第1の熱処理工程を行った後で行われる系内の冷却の過程で行ってもよいし、第1の熱処理工程の後で基材10を、例えば、常温まで冷却した後で再度加熱して行ってもよい。   Further, as already described, this step is performed at a temperature lower than that of the first heat treatment step. For this reason, this process may be performed in the process of cooling in the system performed after the first heat treatment process, or the substrate 10 is cooled to, for example, room temperature after the first heat treatment process. After that, heating may be performed again.

(4)エッチング工程(図1(e))
第2の熱処理工程により、本発明の相分離ガラス膜1が得られるが、この相分離ガラス膜1から多孔質ガラス膜2を得るには、以下に説明するエッチング処理を行う必要がある。このエッチング処理は、具体的には、相分離ガラス膜1が有する非シリカリッチ相を水溶液で処理して除去する工程である。本工程により、シリカリッチ相のみからなる多孔質ガラス膜2を得ることができる(図1(e))。
(4) Etching process (FIG. 1 (e))
The phase separation glass film 1 of the present invention is obtained by the second heat treatment step. In order to obtain the porous glass film 2 from the phase separation glass film 1, it is necessary to perform an etching process described below. Specifically, this etching treatment is a step of removing the non-silica rich phase of the phase separation glass film 1 by treating it with an aqueous solution. By this step, it is possible to obtain the porous glass film 2 composed only of the silica-rich phase (FIG. 1 (e)).

本工程で行われるエッチング処理(非シリカリッチ相を除去するエッチング処理)は、一般的には、水溶液に接触させることで水に可溶な相である非シリカリッチ相を溶出させる処理である。水溶液をガラスに接触させる手段としては、水溶液中にガラスを浸漬させる手段が一般的であるが、ガラスに水溶液を塗布する等、ガラスと水溶液とが接触する手段であれば何ら限定されない。エッチング処理に必要な水溶液としては、水、酸性溶液、アルカリ性溶液等、非シリカリッチ相を溶出可能な既存の溶液を使用することが可能である。また、用途に応じてこれらの水溶液に接触させる工程を複数種類選択してもよい。   The etching treatment (etching treatment for removing the non-silica rich phase) performed in this step is generally a treatment for eluting the non-silica rich phase, which is a water-soluble phase, by contacting with an aqueous solution. The means for bringing the aqueous solution into contact with the glass is generally a means for immersing the glass in the aqueous solution, but is not limited as long as the glass and the aqueous solution are in contact with each other, such as applying an aqueous solution to the glass. As the aqueous solution necessary for the etching treatment, it is possible to use an existing solution that can elute the non-silica rich phase, such as water, an acidic solution, or an alkaline solution. Moreover, you may select multiple types of processes made to contact these aqueous solutions according to a use.

相分離ガラス膜1のエッチングを行う際は、一般的には、非可溶相(シリカリッチ相)部分への負荷が小さいことと選択エッチングの度合いとの観点から、酸性水溶液を用いた処理が好適に用いられる。酸性の水溶液を相分離ガラス膜1に接触させることによって、酸に可溶な成分である非シリカリッチ相が溶出除去される一方で、シリカリッチ相の侵食は比較的小さいため、高い選択エッチング性でもって本工程を行うことができる。   When etching the phase-separated glass film 1, in general, treatment with an acidic aqueous solution is performed from the viewpoint of a small load on the insoluble phase (silica-rich phase) and the degree of selective etching. Preferably used. By contacting an acidic aqueous solution with the phase-separated glass membrane 1, the non-silica-rich phase, which is an acid-soluble component, is eluted and removed, while the erosion of the silica-rich phase is relatively small, and thus high selective etching properties. Thus, this step can be performed.

本工程で用いられる酸性の水溶液として、例えば、塩酸、硝酸等の無機酸が好ましい。また本工程で用いられる酸性水溶液は、通常、水(溶媒)で適宜希釈した状態(水溶液)で用いるのが好ましい。酸溶液の濃度は、通常は0.1mol/L乃至2.0mol/Lの範囲内で適宜設定するのが好ましい。また本工程において、酸性水溶液の温度は、好ましくは、室温乃至100℃の範囲とすることが可能であり、また本工程の所要時間(処理時間)は、好ましくは、1時間乃至500時間程度とすることができる。   As acidic aqueous solution used at this process, inorganic acids, such as hydrochloric acid and nitric acid, are preferable, for example. In addition, the acidic aqueous solution used in this step is usually preferably used in a state (aqueous solution) appropriately diluted with water (solvent). The concentration of the acid solution is usually preferably set as appropriate within a range of 0.1 mol / L to 2.0 mol / L. In this step, the temperature of the acidic aqueous solution can be preferably in the range of room temperature to 100 ° C., and the time required for this step (treatment time) is preferably about 1 to 500 hours. can do.

尚、相分離ガラス膜1のガラス組成によるが、第2の熱処理工程で得られる相分離ガラス膜1の表面には、エッチングを阻害するシリカ層(シリカリッチ相)が数百ナノメートル程度発生する場合がある。係る場合、相分離ガラス膜1の表面に存在するシリカ層を研磨やアルカリ処理等で除去してもよい。   Depending on the glass composition of the phase-separated glass film 1, a silica layer (silica-rich phase) that inhibits etching is generated on the surface of the phase-separated glass film 1 obtained in the second heat treatment step on the order of several hundred nanometers. There is a case. In such a case, the silica layer present on the surface of the phase separation glass film 1 may be removed by polishing or alkali treatment.

(5)水洗浄処理
エッチング工程を終えた後、最後に、基材10を水で洗浄するのが好ましい。水による洗浄を施すことで、多孔質ガラス膜2を構成する骨格への残存成分の付着を抑制することができ、より多孔度の高い多孔質ガラス膜2が得られる傾向にある。水による洗浄を行う際に用いられる洗浄水の温度は、一般的には室温から100℃の範囲内とすればよい。また水による洗浄の時間は、対象となる多孔質ガラス膜2の組成、大きさ等に応じて適宜定めることができるが、通常は1時間乃至50時間程度が好ましい。
(5) Water washing treatment After finishing the etching process, it is preferable to finally wash the substrate 10 with water. By washing with water, adhesion of residual components to the skeleton constituting the porous glass film 2 can be suppressed, and the porous glass film 2 having a higher porosity tends to be obtained. The temperature of the washing water used when washing with water is generally in the range of room temperature to 100 ° C. The time for washing with water can be appropriately determined according to the composition, size and the like of the target porous glass film 2, but it is usually preferably about 1 to 50 hours.

尚、本発明において、(4)エッチング工程は、上述した製造方法で製造された相分離ガラス膜に対して行われればよく、相分離ガラス膜を製造してもよいし、上述した製造方法で製造された相分離ガラス膜が形成された基材を購入してよい。つまり、本発明の多孔質ガラス膜の製造方法は、上述した製造方法で製造された相分離ガラス膜を準備し、その相分離ガラス膜をエッチング処理して多孔質ガラス膜を形成する工程(エッチング工程)を有している。   In the present invention, (4) the etching step may be performed on the phase-separated glass film produced by the above-described production method, and the phase-separated glass film may be produced. You may purchase the base material in which the manufactured phase-separation glass membrane was formed. That is, the method for producing a porous glass film of the present invention comprises a step (etching) of preparing a phase separation glass film produced by the production method described above and etching the phase separation glass film to form a porous glass film. Process).

[多孔質ガラス膜]
以下、本発明の製造方法によって製造される多孔質ガラス膜2について説明する。
[Porous glass membrane]
Hereinafter, the porous glass film 2 manufactured by the manufacturing method of the present invention will be described.

相分離には、スピノーダル型とバイノーダル型がある。スピノーダル型の相分離により得られる多孔質ガラス膜2の細孔(相分離ガラス膜1が有する非シリカリッチ相)は、表面から内部にまで連結した貫通孔である。より具体的には、スピノーダル型の相分離由来の構造、即ち、スピノーダル構造は、3次元的に孔が絡み合うような「アリの巣」状の構造であり、酸化ケイ素による骨格が「巣」で、貫通孔が「巣穴」にあたる。一方、バイノーダル型の相分離により得られる多孔質ガラス膜2は、球形に近い閉曲面で囲まれた孔である独立孔が不連続に酸化ケイ素による骨格の中に存在している構造である。スピノーダル型の相分離由来の孔とバイノーダル型の相分離由来の孔は、電子顕微鏡による形態観察結果より判断・区別され得る。また、母体ガラス粉体12の組成や第2の熱処理工程を行う際の温度条件を適宜制御することで、相分離の態様をスピノーダル型かバイノーダル型かに制御することができる。   There are two types of phase separation: spinodal and binodal. The pores of the porous glass film 2 obtained by spinodal phase separation (the non-silica rich phase of the phase separation glass film 1) are through-holes connected from the surface to the inside. More specifically, the structure derived from spinodal phase separation, that is, the spinodal structure is an “ant's nest” -like structure in which pores are entangled three-dimensionally, and the silicon oxide skeleton is “nest”. The through hole corresponds to the “nesting hole”. On the other hand, the porous glass film 2 obtained by binodal type phase separation has a structure in which independent pores, which are pores surrounded by a closed surface close to a spherical shape, are discontinuously present in the skeleton of silicon oxide. The holes derived from the spinodal type phase separation and the holes derived from the binodal type phase separation can be judged and distinguished from the result of morphological observation by an electron microscope. Moreover, the aspect of phase separation can be controlled to be a spinodal type or a binodal type by appropriately controlling the composition of the base glass powder 12 and the temperature conditions when performing the second heat treatment step.

多孔質ガラス膜2の厚さは特に制限されないが、好ましくは、200nm以上50.0μm以下であり、より好ましくは、500nm以上20.0μm以下であり、特に好ましくは、1.5μm以上10.0μm以下である。多孔質ガラス膜2の厚さが200nmより小さいと、反射率の波長依存性抑制効果を持った高い表面強度と高い空孔率(低屈折率)を備えた多孔質ガラス膜2が得られないことがある。一方、多孔質ガラス膜2の厚さが50.0μmよりも大きいと、ヘイズの影響が大きくなり光学部材として扱いにくくなる。   The thickness of the porous glass film 2 is not particularly limited, but is preferably 200 nm or more and 50.0 μm or less, more preferably 500 nm or more and 20.0 μm or less, and particularly preferably 1.5 μm or more and 10.0 μm. It is as follows. When the thickness of the porous glass film 2 is smaller than 200 nm, the porous glass film 2 having a high surface strength and a high porosity (low refractive index) having an effect of suppressing the wavelength dependency of the reflectance cannot be obtained. Sometimes. On the other hand, when the thickness of the porous glass film 2 is larger than 50.0 μm, the influence of haze increases and it becomes difficult to handle as an optical member.

多孔質ガラス膜2の厚さは、具体的には、走査電子顕微鏡(FE−SEMS−4800、日立製作所製)を用いて、例えば、加速電圧5.0kVに設定することで、SEMの像(電子顕微鏡写真)を撮影することで求めることができる。より具体的には、撮影した画像から基材10の上に設けられる多孔質ガラス膜2の厚さを30点以上で計測し、その平均値を用いる。   Specifically, the thickness of the porous glass film 2 is set to, for example, an acceleration voltage of 5.0 kV using a scanning electron microscope (FE-SEMS-4800, manufactured by Hitachi, Ltd.). It can be obtained by taking an electron micrograph. More specifically, the thickness of the porous glass film 2 provided on the substrate 10 is measured at 30 points or more from the photographed image, and the average value is used.

多孔質ガラス膜2が有する空孔の割合、即ち、空孔率は、特に制限はされないが、好ましくは、30体積%以上70体積%以下であり、より好ましくは、40体積%以上60体積%以下である。空孔率が30体積%よりも小さいと多孔質の利点を十分に活かすことができず、また、空孔率が70体積%よりも大きいと、表面強度が低下する傾向にあるため好ましくない。また多孔質ガラス膜2の空孔率は、基材10から多孔質ガラス膜2の表面側に向かって連続的に大きくなっていることが望ましい。   The ratio of the pores of the porous glass film 2, that is, the porosity is not particularly limited, but is preferably 30% by volume or more and 70% by volume or less, and more preferably 40% by volume or more and 60% by volume. It is as follows. If the porosity is less than 30% by volume, the advantage of the porousness cannot be fully utilized, and if the porosity is more than 70% by volume, the surface strength tends to decrease. Moreover, it is desirable that the porosity of the porous glass film 2 is continuously increased from the substrate 10 toward the surface side of the porous glass film 2.

空孔率の算出方法として、例えば、電子顕微鏡写真の画像を骨格部分と孔部分とで2値化する処理を行う。具体的には、走査電子顕微鏡(FE−SEM S−4800、日立製作所製)を用いて加速電圧5.0kVにて骨格の濃淡観察が容易な10万倍(場合によっては5万倍)の倍率で多孔質ガラス膜2の表面観察を行う。そして観察された像を画像として保存し、画像解析ソフトを使用して、SEM画象を画像濃度ごとの頻度でグラフ化することで空孔率が求まる。図2は、スピノーダル型多孔質構造をとる多孔質ガラス膜2の画像濃度ごとの頻度を示す図である。図2中の画像濃度の下向き矢印で示したピーク部分(A地点)は、前面に位置する骨格部分を示している。   As a method for calculating the porosity, for example, processing for binarizing an image of an electron micrograph into a skeleton part and a hole part is performed. Specifically, a magnification of 100,000 times (in some cases 50,000 times) that allows easy observation of the density of the skeleton at an acceleration voltage of 5.0 kV using a scanning electron microscope (FE-SEM S-4800, manufactured by Hitachi, Ltd.) Then, the surface of the porous glass film 2 is observed. The observed image is stored as an image, and the porosity is obtained by graphing the SEM image at a frequency for each image density using image analysis software. FIG. 2 is a diagram showing the frequency for each image density of the porous glass film 2 having a spinodal porous structure. A peak portion (point A) indicated by a downward arrow in the image density in FIG. 2 indicates a skeleton portion located in front.

図2を用いて空孔率を求める際は、ピーク位置に近い変曲点を閾値にして明部(骨格部分)と暗部(孔部分)とを、白と黒とを用いて2値化する。そして黒色部分の面積の全体部分の面積(白色部分と黒色部分との面積の和)に対する割合について全画像の平均値を取る。そして得られた平均値を空孔率とする。   When calculating the porosity using FIG. 2, the bright part (skeleton part) and the dark part (hole part) are binarized using white and black with an inflection point close to the peak position as a threshold value. . And the average value of all the images is taken about the ratio with respect to the area (the sum of the area of a white part and a black part) of the area of a black part. The average value obtained is taken as the porosity.

多孔質ガラス膜2の細孔径は、好ましくは、1nm以上200nm以下であり、より好ましくは、5nm以上100nm以下である。細孔径が1nmよりも小さいと多孔質の構造の特徴を十分に活かすことができず、細孔径が100nmよりも大きいと、表面強度が低下する傾向にあるためいずれも好ましくない。ただし、多孔質ガラス膜2の厚さよりも細孔径が小さいことが好ましい。   The pore diameter of the porous glass film 2 is preferably 1 nm or more and 200 nm or less, and more preferably 5 nm or more and 100 nm or less. When the pore diameter is smaller than 1 nm, the characteristics of the porous structure cannot be fully utilized, and when the pore diameter is larger than 100 nm, the surface strength tends to decrease. However, the pore diameter is preferably smaller than the thickness of the porous glass film 2.

尚、ここでいう細孔径とは、多孔質ガラス膜2の表面側に現れる細孔を複数の楕円で近似し、近似したそれぞれの楕円における短径の平均値であると定義される。図3は、多孔質ガラス膜2が有する細孔の細孔径及び細孔間の骨格の骨格径の定義の具体例を示す図である。例えば、図3(a)に示されるように、多孔質ガラス膜2の表面側を撮影した電子顕微鏡写真を用い、細孔21を複数の楕円22で近似し、それぞれの楕円における短径23の平均値を求めることで得られる。少なくとも30点以上の細孔21を計測し、その平均値を求める。   The pore diameter here is defined as an average value of the minor diameters of the approximated ellipses obtained by approximating the pores appearing on the surface side of the porous glass film 2 with a plurality of ellipses. FIG. 3 is a diagram showing a specific example of the definition of the pore diameter of the porous glass film 2 and the skeleton diameter of the skeleton between the pores. For example, as shown in FIG. 3A, an electron micrograph of the surface of the porous glass film 2 is used, the pore 21 is approximated by a plurality of ellipses 22, and the minor axis 23 of each ellipse is It is obtained by calculating the average value. At least 30 or more pores 21 are measured, and the average value is obtained.

多孔質ガラス膜2の骨格径は、1nm以上50nm以下が好ましい。骨格径が50nmよりも大きい場合は光の散乱が目立ち、透過率が大きく下がってしまう。また、平均骨格径が1nmよりも小さいと多孔質ガラス膜2の強度が小さくなる傾向にある。   The skeleton diameter of the porous glass film 2 is preferably 1 nm or more and 50 nm or less. When the skeleton diameter is larger than 50 nm, light scattering is conspicuous and the transmittance is greatly reduced. Moreover, when the average skeleton diameter is smaller than 1 nm, the strength of the porous glass film 2 tends to be small.

尚、ここでいう骨格径とは、多孔質ガラス膜2の表面側を撮影した際に観察できる骨格を複数の楕円で近似し、近似したそれぞれの楕円における短径の平均値であると定義される。例えば、図3(b)に示されるように、多孔質ガラス膜2の表面側を撮影した際に得られる電子顕微鏡写真を用い、骨格24を複数の楕円25で近似し、それぞれの楕円における短径26の平均値を求めることで得られる。少なくとも30点以上の骨格24を計測し、その平均値を求める。   The skeleton diameter here is defined as the average value of the short diameters of the approximated ellipses by approximating the skeleton that can be observed when the surface side of the porous glass film 2 is photographed with a plurality of ellipses. The For example, as shown in FIG. 3B, the skeleton 24 is approximated by a plurality of ellipses 25 using an electron micrograph obtained when the surface side of the porous glass film 2 is photographed. It is obtained by calculating the average value of the diameter 26. At least 30 points or more of the skeleton 24 are measured, and the average value is obtained.

多孔質ガラス膜2の細孔径や骨格径は、原料となる材料やスピノーダル型の相分離させる際の熱処理条件(第2の熱処理工程を行う際の諸条件)等によって適宜制御することができる。   The pore diameter and skeleton diameter of the porous glass film 2 can be appropriately controlled depending on the material used as a raw material, heat treatment conditions for spinodal phase separation (various conditions for performing the second heat treatment step), and the like.

本発明の方法により作製された多孔質ガラス膜2は、光学部材あるいは光学部材を構成する一部材として用いることができる。またこの多孔質ガラス膜2を有する光学部材は、例えば、デジタルカメラやデジタルビデオカメラのような撮像装置に搭載させることができる。   The porous glass film 2 produced by the method of the present invention can be used as an optical member or one member constituting the optical member. The optical member having the porous glass film 2 can be mounted on an imaging device such as a digital camera or a digital video camera.

図4は、本発明の製造方法で得られた多孔質ガラス膜を有する光学部材が搭載された撮像装置の例を示す断面模式図である。尚、図4の撮像装置3は、カメラ、具体的には、レンズ32からの被写体像を、光学フィルタ33を通して撮像素子36上に結像させるための撮像装置である。図4の撮像装置3は、本体31と、取り外し可能なレンズ32と、を備えている。図4の撮像装置3がデジタル一眼レフカメラ等の撮像装置である場合、撮影に使用する撮影レンズ(レンズ32)を焦点距離の異なるレンズに交換することにより、様々な画角の撮影画面を得ることができる。図4の撮像装置3を構成する本体31は、撮像素子36と、赤外線カットフィルタ35と、ローパスフィルタ33と、光学部材34と、を有している。ここで光学部材34は、本発明の製造方法で作製された多孔質ガラス膜2を備えている。また光学部材34は、基材10を有するため、ローパスフィルタ33と兼用することは可能である。   FIG. 4 is a schematic cross-sectional view showing an example of an imaging device on which an optical member having a porous glass film obtained by the manufacturing method of the present invention is mounted. 4 is an imaging device for forming a subject image from a camera, specifically, a lens 32, on an imaging device 36 through an optical filter 33. The imaging device 3 shown in FIG. The imaging device 3 in FIG. 4 includes a main body 31 and a removable lens 32. When the imaging device 3 in FIG. 4 is an imaging device such as a digital single-lens reflex camera, photographing screens with various angles of view are obtained by replacing the photographing lens (lens 32) used for photographing with a lens having a different focal length. be able to. The main body 31 constituting the image pickup apparatus 3 in FIG. 4 includes an image pickup element 36, an infrared cut filter 35, a low-pass filter 33, and an optical member 34. Here, the optical member 34 includes the porous glass film 2 produced by the production method of the present invention. Further, since the optical member 34 includes the base material 10, it can also be used as the low-pass filter 33.

図4の撮像装置3を構成する撮像素子36は、パッケージ(不図示)に収納されており、このパッケージはカバーガラス(不図示)にて撮像素子36を密閉状態で保持している。またこの撮像素子36は、画像処理回路37に接続されており、撮像素子37が受像した影像に関する情報は画像処理回路37によってデータ化される。尚、撮像素子36としては、CMOS素子やCCD素子を用いることができる。   4 is housed in a package (not shown), and the package holds the image sensor 36 in a sealed state with a cover glass (not shown). The image sensor 36 is connected to an image processing circuit 37, and information regarding a shadow image received by the image sensor 37 is converted into data by the image processing circuit 37. As the image pickup element 36, a CMOS element or a CCD element can be used.

またローパスフィルタ33や赤外線カットフィルタ35等の光学フィルタと、カバーガラス(不図示)との間は、密封部材にて密封構造となっている(不図示)。尚、図4では、光学フィルタとして、ローパスフィルタ33及び赤外線カットフィルタ35の両方を備える例を示しているが、いずれか一方を省略してもよい。   Further, a sealing structure (not shown) is provided between an optical filter such as the low-pass filter 33 and the infrared cut filter 35 and a cover glass (not shown). Although FIG. 4 shows an example in which both the low-pass filter 33 and the infrared cut filter 35 are provided as optical filters, either one may be omitted.

本発明により形成された多孔質ガラス膜2を備える光学部材34は、基材10が撮像素子36側に、多孔質ガラス膜2がレンズ32側に、つまり、光学フィルタの最上面側に多孔質ガラス膜2が配置される態様が好ましい。言い換えると、光学部材34は、多孔質ガラス膜2が基材10よりも撮像素子36から遠くなるように配置されている。   In the optical member 34 including the porous glass film 2 formed according to the present invention, the substrate 10 is porous on the imaging element 36 side, and the porous glass film 2 is on the lens 32 side, that is, on the uppermost surface side of the optical filter. An embodiment in which the glass film 2 is disposed is preferable. In other words, the optical member 34 is disposed such that the porous glass film 2 is farther from the image sensor 36 than the base material 10.

以下、実施例により本発明を詳細に説明するが、本発明は、以下に説明する実施例に制限されるものではない。まず実施例及び比較例で使用したものを説明する。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example demonstrates this invention in detail, this invention is not restrict | limited to the Example described below. First, what is used in Examples and Comparative Examples will be described.

(1)基材
基材10として、石英ガラス基材(株式会社飯山特殊硝子社製、軟化点1700℃、ヤング率72GPa)を用いた。尚、使用した基材10は、厚さ0.5mmの板状部材を50mm×50mmの大きさに切断し、かつその表面を鏡面研磨したものである。
(1) Base Material As the base material 10, a quartz glass base material (manufactured by Iiyama Special Glass Co., Ltd., softening point 1700 ° C., Young's modulus 72 GPa) was used. In addition, the used base material 10 cut | disconnects the plate-shaped member of thickness 0.5mm in the magnitude | size of 50 mm x 50 mm, and mirror-polished the surface.

(2)母体ガラス粉体の作製
仕込み組成が、以下の通りになるように、酸化ケイ素粉末、酸化ホウ素、炭酸ナトリウム、及び酸化アルミニウムの混合粉体を白金るつぼに投入し、このるつぼ内で、1500℃24時間溶融した。
SiO2:64重量%
23:27重量%
Na2O:6重量%
Al23:3重量%
(2) Preparation of base glass powder A mixed powder of silicon oxide powder, boron oxide, sodium carbonate, and aluminum oxide was put into a platinum crucible so that the charged composition was as follows, and in this crucible, It was melted at 1500 ° C. for 24 hours.
SiO 2 : 64% by weight
B 2 O 3 : 27% by weight
Na 2 O: 6% by weight
Al 2 O 3 : 3% by weight

次に、溶融したガラスを1300℃に冷却してから、グラファイトの型に流し込んだ。この後、型に流し込んだガラスを、空気中で約20分間放冷した後、500℃の徐冷炉に5時間保持した。次に、24時間かけて冷却させることでブロック状のボレートガラスを得た。次に、このボレートガラスを、ジェットミルを使用して平均粒径が4.5μmになるまで粉砕を行うことにより、母体ガラス粉体を得た。   Next, the molten glass was cooled to 1300 ° C. and then poured into a graphite mold. Thereafter, the glass poured into the mold was allowed to cool in air for about 20 minutes, and then held in a slow cooling furnace at 500 ° C. for 5 hours. Next, block-shaped borate glass was obtained by cooling over 24 hours. Next, this borate glass was pulverized using a jet mill until the average particle size became 4.5 μm, whereby a base glass powder was obtained.

(3)ガラスペーストの作製
上記原材料を撹拌混合することにより、ガラスペーストを得た。
母体ガラス粉体:60.0質量部
α−ターピネオール:44.0質量部
エチルセルロース(登録商標;ETHOCEL Std 200(ダウ・ケミカル社製)):2.0質量部
(3) Production of Glass Paste Glass paste was obtained by stirring and mixing the above raw materials.
Base glass powder: 60.0 parts by mass α-Terpineol: 44.0 parts by mass Ethylcellulose (registered trademark: ETHOCEL Std 200 (manufactured by Dow Chemical Company)): 2.0 parts by mass

[実施例1]
図1に記載の製造プロセスに従って相分離ガラス膜及び多孔質ガラス膜を作製した。
[Example 1]
A phase-separated glass membrane and a porous glass membrane were produced according to the production process described in FIG.

(1)成膜工程(図1(a))
スクリーン印刷により、基材10の上に、母体ガラス粉体12と、バインダー13と、を含むガラスペーストを塗布して、膜11を成膜した(図1(a))。本工程を行う際、印刷機として、マイクロテック社製、MT−320TVを使用し、印刷で使用する版として、#500の30mm×30mmのベタ画像を使用した。
(1) Film formation process (FIG. 1A)
A glass paste containing the base glass powder 12 and the binder 13 was applied onto the base material 10 by screen printing to form a film 11 (FIG. 1A). When performing this process, MT-320TV manufactured by Microtec Co., Ltd. was used as a printing machine, and a solid image of 30 mm × 30 mm of # 500 was used as a printing plate.

(2)第1の熱処理工程(図1(b)、(c))
次いで、膜11が成膜されている基材10を、100℃の乾燥炉に10分間静置し、膜11に含まれる溶剤分を乾燥させた。次に、膜11が成膜されている基材10を、石英ガラスでできた容量70mLるつぼ(容器20)でフタをするように設置した(図1(b))。ここで塗布面積及び膜厚よりガラス粉体の総体積は、36×10-103と計算される。これに対して使用したるつぼの容量(70mL)は、ガラス粉体の総体積の19444倍となる。このため、使用したるつぼの容量(揮発成分が拡散する空間に相当)は、ガラス粉体の総体積の20000倍以下に制限されることになる。次に、母体ガラス粉体12が有する揮発成分が拡散する空間を制限した状態で、昇温速度10℃/minで1000℃まで昇温し、次いでこの温度(1000℃)で5分間熱処理した。本工程を行う際、加熱炉として、電気マッフル炉(東京硝子器械株式会社製)を使用した。本工程により、基材10の上に母体ガラス膜14(母体ガラス膜A)が形成された(図1(c))。図5は、母体ガラス膜Aの光学顕微鏡画像を示す図である。図5に示されるように、本工程で得られた母体ガラス膜(母体ガラス膜A)は、泡、不純物が無く平坦な膜が形成されていることが分かる。
(2) First heat treatment step (FIGS. 1B and 1C)
Next, the substrate 10 on which the film 11 was formed was allowed to stand in a drying furnace at 100 ° C. for 10 minutes, and the solvent contained in the film 11 was dried. Next, the base material 10 on which the film 11 was formed was placed so as to be covered with a 70 mL crucible (container 20) made of quartz glass (FIG. 1 (b)). Here, the total volume of the glass powder is calculated as 36 × 10 −10 m 3 from the coating area and the film thickness. On the other hand, the capacity of the crucible used (70 mL) is 19444 times the total volume of the glass powder. For this reason, the capacity of the crucible used (corresponding to the space where volatile components diffuse) is limited to 20000 times or less the total volume of the glass powder. Next, in a state in which the space where the volatile component of the base glass powder 12 diffuses was limited, the temperature was increased to 1000 ° C. at a temperature increase rate of 10 ° C./min, and then heat treatment was performed at this temperature (1000 ° C.) for 5 minutes. When performing this step, an electric muffle furnace (manufactured by Tokyo Glass Instruments Co., Ltd.) was used as a heating furnace. By this step, the base glass film 14 (base glass film A) was formed on the base material 10 (FIG. 1C). FIG. 5 is a view showing an optical microscope image of the base glass film A. FIG. As shown in FIG. 5, it can be seen that the base glass film (matrix glass film A) obtained in this step is free of bubbles and impurities and has a flat film.

次に、エックス線電子分光(XPS)装置(アルバックファイ製)を用い、母体ガラス膜Aにおける厚み方向と組成の関係を測定した。図6は、母体ガラス膜AのXPS測定の測定結果を示す図である。図6より、母体ガラス膜Aは、最表層(表面から深さ約50nmまでの層)に、Siが多く存在している層(変質層)が見られるが、最表層よりも深いところ、例えば、100nm以上の深さでは母体ガラス膜14の組成が変化していないことが分かる。従って、本工程で得られる母体ガラス膜14は、組成が均一であることが分かる。   Next, the relationship between the thickness direction and the composition of the base glass film A was measured using an X-ray electron spectroscopy (XPS) apparatus (manufactured by ULVAC-PHI). FIG. 6 is a diagram showing measurement results of XPS measurement of the base glass film A. As shown in FIG. 6, in the base glass film A, a layer (modified layer) in which a large amount of Si is present is observed in the outermost layer (layer having a depth of about 50 nm from the surface). It can be seen that the composition of the base glass film 14 does not change at a depth of 100 nm or more. Therefore, it can be seen that the matrix glass film 14 obtained in this step has a uniform composition.

(3)第2の熱処理工程(図1(d))
上記(2)にて作製した母体ガラス膜14が形成されている基材10を、600℃で50時間熱処理することにより、相分離ガラス膜1を形成した(図1(d))。
(3) Second heat treatment step (FIG. 1 (d))
The base material 10 on which the base glass film 14 produced in the above (2) was formed was heat-treated at 600 ° C. for 50 hours, thereby forming the phase-separated glass film 1 (FIG. 1D).

(4)エッチング工程(図1(e))
次に、相分離ガラス膜1の最表層に存在する変質層を研磨により取り除き、次いで、80℃に加熱した1.0mol/Lの硝酸水溶液中に相分離ガラス膜1が形成されている基材10を浸漬し、80℃にて24時間静置した。次いで、80℃に加熱した蒸留水中に基材10を浸漬し、24時間静置した。次に、蒸留水中から基材10取り出し、室温にて12時間乾燥してサンプルA、即ち、多孔質ガラス膜2が形成されている基材10を得た(図1(e))。
(4) Etching process (FIG. 1 (e))
Next, the altered layer present in the outermost layer of the phase separation glass membrane 1 is removed by polishing, and then the substrate on which the phase separation glass membrane 1 is formed in a 1.0 mol / L nitric acid aqueous solution heated to 80 ° C. 10 was immersed and allowed to stand at 80 ° C. for 24 hours. Subsequently, the base material 10 was immersed in distilled water heated to 80 ° C., and allowed to stand for 24 hours. Next, the base material 10 was taken out from distilled water and dried at room temperature for 12 hours to obtain a sample A, that is, the base material 10 on which the porous glass film 2 was formed (FIG. 1 (e)).

(5)多孔質膜の評価
得られたサンプルAについて、走査電子顕微鏡(FE−SEMS−4800、日立製作所製)を用いて、加速電圧5.0kVにてSEMの像(電子顕微鏡写真)を撮影した。その結果、基材10の上に、膜厚4.0μm、骨格径15nmの多孔質ガラス膜2が形成されていることが確認できた。
(5) Evaluation of porous film About the obtained sample A, the SEM image (electron micrograph) was image | photographed at the acceleration voltage of 5.0 kV using the scanning electron microscope (FE-SEMS-4800, Hitachi make). did. As a result, it was confirmed that the porous glass film 2 having a film thickness of 4.0 μm and a skeleton diameter of 15 nm was formed on the substrate 10.

次に、このサンプルAの透過率の測定を行った。具体的には、分光光度計(日本分光株式会社製、紫外可視分光光度計V−570及び自動絶対反射率測定装置ARM−500N)を用いて測定した吸光スペクトルを基に透過率の評価を行った。その結果、サンプルAの透過率が90%以上であることがわかった。   Next, the transmittance of Sample A was measured. Specifically, the transmittance is evaluated based on the absorption spectrum measured using a spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, UV-visible spectrophotometer V-570 and automatic absolute reflectance measuring device ARM-500N). It was. As a result, it was found that the transmittance of Sample A was 90% or more.

[比較例1]
実施例1(2)において、石英るつぼを使用せず、母体ガラス粉体12に含まれる揮発成分が自由に拡散できる状態で第1の熱処理工程を行ったこと以外は、実施例1と同様の方法により、母体ガラス膜Bを作製した。
[Comparative Example 1]
Example 1 (2) is the same as Example 1 except that the first heat treatment step was performed without using a quartz crucible and allowing the volatile components contained in the base glass powder 12 to freely diffuse. A base glass film B was produced by the method.

図7は、母体ガラス膜Bの光学顕微鏡画像を示す図である。図7より、母体ガラス膜Bには、ひび割れや異物が顕著に確認された。また母体ガラス膜BについてもXPS測定を行った。図8は、母体ガラス膜BのXPS測定の測定結果を示す図である。図8より、実施例1とは異なり、最表層(変質層)から深さ1.5μmの地点までなだらかに組成が変動していることが分かる。この組成の変動は、第1の熱処理工程において、ガラス内からの揮発が抑制されることなく常にホウ素の揮発が発生してしまうためと思われる。また、揮発により組成が変動してしまっている領域が大きいためガラス膜の膨張係数の違いにより亀裂が発生してしまったとも考えられる。それに加え組成変動により酸化ケイ素が結晶化してしまったことも考えられる。   FIG. 7 is a view showing an optical microscope image of the base glass film B. FIG. From FIG. 7, cracks and foreign matters were remarkably confirmed in the base glass film B. XPS measurement was also performed on the base glass film B. FIG. 8 is a diagram showing a measurement result of XPS measurement of the base glass film B. From FIG. 8, it can be seen that, unlike Example 1, the composition gently changes from the outermost layer (altered layer) to a point having a depth of 1.5 μm. This variation in composition seems to be because volatilization of boron always occurs without suppressing volatilization from within the glass in the first heat treatment step. Moreover, since the area | region where the composition has changed by volatilization is large, it is thought that the crack generate | occur | produced by the difference in the expansion coefficient of a glass film. In addition, it is considered that silicon oxide has crystallized due to composition variation.

本発明の製造方法によって製造される相分離ガラス膜や多孔質ガラス膜は、特に、透過性に優れているので、例えば、光学部材としての利用が可能である。   Since the phase-separated glass membrane and the porous glass membrane produced by the production method of the present invention are particularly excellent in permeability, for example, they can be used as optical members.

1:相分離ガラス膜、2:多孔質ガラス膜、10:基材、11:膜(ガラス粉体膜)、12:母体ガラス粉体、13:バインダー、14:母体ガラス膜、20:容器   1: phase separation glass membrane, 2: porous glass membrane, 10: base material, 11: membrane (glass powder membrane), 12: parent glass powder, 13: binder, 14: parent glass membrane, 20: container

Claims (6)

基材の上に母体ガラス粉体を含む膜を形成する成膜工程と、
前記膜を電気炉内で加熱処理して母体ガラス膜を形成する第1の熱処理工程と、
前記母体ガラス膜を加熱処理して相分離し、相分離ガラス膜を形成する第2の熱処理工程と、を有し、
前記母体ガラス粉体に、前記第1の熱処理工程の温度条件で揮発する揮発成分が含まれており、
前記第1の熱処理工程が、前記揮発成分が拡散する空間を制限した状態で行われることを特徴とする、相分離ガラス膜の製造方法。
A film forming step of forming a film containing the base glass powder on the substrate;
A first heat treatment step of heat-treating the film in an electric furnace to form a base glass film;
A second heat treatment step for heat-treating the base glass film to phase-separate and form a phase-separated glass film,
The base glass powder contains a volatile component that volatilizes under the temperature conditions of the first heat treatment step,
The method for producing a phase-separated glass film, wherein the first heat treatment step is performed in a state where a space in which the volatile component diffuses is limited.
前記揮発成分が拡散する空間が、前記膜に含まれる前記母体ガラス粉体の総体積の20000倍以下に制限されることを特徴とする、請求項1に記載の相分離ガラス膜の製造方法。   The method for producing a phase-separated glass film according to claim 1, wherein a space in which the volatile component diffuses is limited to 20000 times or less of a total volume of the base glass powder contained in the film. 前記第1の熱処理工程において、前記膜を700℃以上1100℃以下に加熱することを特徴とする、請求項1又は2に記載の相分離ガラス膜の製造方法。   3. The method for producing a phase-separated glass film according to claim 1, wherein, in the first heat treatment step, the film is heated to 700 ° C. or higher and 1100 ° C. or lower. 前記第1の熱処理工程において、前記揮発成分が拡散する空間が制限されるように、電気炉内に母体ガラス膜が容器で覆われていることを特徴とする、請求項1乃至3のいずれか一項に記載の相分離ガラス膜の製造方法。   The base glass film is covered with a container in the electric furnace so that a space in which the volatile component diffuses is limited in the first heat treatment step. A method for producing a phase-separated glass membrane according to one item. 前記容器の空孔率は2%以下であることを特徴とする、請求項4に記載の相分離ガラス膜の製造方法。   The method for producing a phase-separated glass membrane according to claim 4, wherein the porosity of the container is 2% or less. 請求項1乃至3のいずれか一項に記載の相分離ガラス膜の製造方法で製造された相分離ガラスを準備する工程と、
前記相分離ガラス膜をエッチング処理して多孔質ガラス膜を形成するエッチング工程と、を有することを特徴とする、多孔質ガラス膜の製造方法。
Preparing a phase separation glass produced by the method for producing a phase separation glass membrane according to any one of claims 1 to 3,
And a step of etching the phase-separated glass film to form a porous glass film. A method for producing a porous glass film, comprising:
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