JP2018203572A - Transparent silica glass and method for producing the same - Google Patents

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Abstract

To provide a transparent silica glass that is free from darkening or the like and has high transparency, and can be easily produced.SOLUTION: A transparent silica glass is a sintered body of a composition containing (A) component: spherical silica particles with an average particle size of 0.01-150 μm and an aspect ratio of 1.00-1.50, of 80-99.9 pts.mass, and (B) component: an organopolysiloxane composition with a 23°C refractive index of 1.40-1.55 and a 23°C viscosity of 0.1-10,000 mPa s, containing a hydrosilylation reaction catalyst, of 0.1-20 pts.mass.SELECTED DRAWING: None

Description

本発明は、透明シリカガラス及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a transparent silica glass and a method for producing the same.

現在、白色LED市場は大きな広がりを見せており、チップの高輝度化に伴い樹脂の高耐熱、高耐衝撃が要求され、現在は高輝度LEDにはシリコーンが主に用いられている。   Currently, the white LED market is expanding greatly, and as the brightness of the chip increases, high heat resistance and high impact resistance of the resin are required. Currently, silicone is mainly used for high brightness LEDs.

また、最近では殺菌用途などでUV LEDが展開されるようになってきた。UV LEDは波長が400nmの領域を主な発光波長としているため、非常に高い耐熱性、耐衝撃性、耐変色性が求められる。しかし、シリコーンはUV領域になると分解が進み、クラックや変色といった問題が発生してきている。   Recently, UV LEDs have been developed for sterilization applications. Since the UV LED has an emission wavelength of 400 nm as a main emission wavelength, very high heat resistance, impact resistance, and discoloration resistance are required. However, decomposition of silicone proceeds in the UV region, and problems such as cracks and discoloration have occurred.

そこで、現在では有機成分を入れずに、UV LEDチップ直上にガラスなどがリフレクタとハーメチックシールされているLEDの構造がほとんどである。しかしガラスに関しても短波長の吸収の少ないガラスを使用するとなると石英ガラスしかなく、価格としては非常に高価なものとなり、ガラスの構造についても平板構造しかできず多種多彩なレンズ構造やフレネル構造などを搭載することが困難であった。   Therefore, at present, most of the LED structures do not contain organic components, and glass or the like is hermetically sealed with a reflector immediately above the UV LED chip. However, when using glass with a short wavelength and low absorption, there is only quartz glass, and the price is very expensive, and the glass structure can only be a flat plate structure, and there are various lens structures and Fresnel structures. It was difficult to install.

無機粉体とバインダーの混練物を成形し、焼結することによって製造するガラス焼結体は以前から知られているが、高純度・高透明の成形物を得ることは困難であった(特許文献1)。また、ポリビニルアルコール(PVA)をバインダーとする製造方法が開示されているが、PVAは炭素成分が多く、焼結体における短波長側の透明性が悪くなるだけでなく、炭素成分を除去する脱脂工程や焼結に時間が掛かるため、量産化するには困難が多かった(特許文献2)。これらの改良として、メチルセルロースやメチルヒドロキシエチルセルロースなどをバインダーとして、セラミック形成材料である無機粉体を成形し、焼結させて透明シリカガラスを製造する方法が見出されている(特許文献3、4)。しかしながら、これらのセルロース誘導体をバインダーとして用いた場合、成形性は良好だが焼結後に失透の原因となる不純物が多く、高透明性を有するガラス焼結体を得るには不十分であった。   Glass sintered bodies produced by molding and sintering a kneaded product of inorganic powder and binder have been known for some time, but it was difficult to obtain a highly pure and highly transparent product (patent) Reference 1). Moreover, although the manufacturing method which uses polyvinyl alcohol (PVA) as a binder is disclosed, PVA has many carbon components, and not only the transparency on the short wavelength side in the sintered body is deteriorated, but also degreasing to remove the carbon components. Since the process and sintering took time, it was difficult to achieve mass production (Patent Document 2). As these improvements, a method for producing a transparent silica glass by molding and sintering an inorganic powder, which is a ceramic-forming material, using methylcellulose, methylhydroxyethylcellulose or the like as a binder has been found (Patent Documents 3 and 4). ). However, when these cellulose derivatives are used as binders, the moldability is good, but there are many impurities that cause devitrification after sintering, which is insufficient to obtain a glass sintered body having high transparency.

特開2008−266087号公報JP 2008-266087 A 特開2009−007185号公報JP 2009-007185 A 特開2009−120444号公報JP 2009-120444 A 特開2013−525156号公報JP 2013-525156 A

そこで本発明は上記事情に鑑み、くすみなどがなく高透明であり、容易に製造することができる透明シリカガラスを提供することを目的とする。また、脱脂工程にかかる時間を短縮することで、高透明な透明シリカガラスを容易に製造することができる製造方法を提供することを目的とする。   In view of the above circumstances, an object of the present invention is to provide a transparent silica glass which is free from dullness and is highly transparent and can be easily manufactured. Moreover, it aims at providing the manufacturing method which can manufacture highly transparent transparent silica glass easily by shortening the time concerning a degreasing process.

上記課題を解決するために、本発明では、
下記(A)成分及び(B)成分;
(A)平均粒径が0.01〜150μmであり、かつアスペクト比が1.00〜1.50である球状シリカ粒子:80〜99.9質量部
(B)23℃における屈折率が1.40〜1.55であり、23℃における粘度が0.1〜10,000mPa・sであり、ヒドロシリル化反応触媒を含むオルガノポリシロキサン組成物:0.1〜20質量部
を含む組成物の焼結体である透明シリカガラスを提供する。
In order to solve the above problems, in the present invention,
The following (A) component and (B) component;
(A) Spherical silica particles having an average particle diameter of 0.01 to 150 μm and an aspect ratio of 1.00 to 1.50: 80 to 99.9 parts by mass (B) The refractive index at 23 ° C. is 1. An organopolysiloxane composition having a viscosity of 40 to 1.55 and a viscosity at 23 ° C. of 0.1 to 10,000 mPa · s and containing a hydrosilylation reaction catalyst: baking of a composition containing 0.1 to 20 parts by mass A transparent silica glass which is a bonded body is provided.

本発明のような透明シリカガラスであれば、くすみなどがなく高透明であり、容易に製造することができる透明シリカガラスとなる。   If it is transparent silica glass like this invention, it will be transparent silica glass which is highly transparent without dullness etc. and can be manufactured easily.

このとき、前記(B)成分が、下記(B1)成分、(B2)成分、及び(B3)成分;
(B1)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合したアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン
(B2)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子を有するオルガノポリシロキサン:前記(B1)成分中のアルケニル基の総数に対して、前記(B2)成分中のケイ素原子に結合した水素原子の総数が0.5〜8.0であるような量
(B3)ヒドロシリル化反応触媒:触媒量
を含むオルガノポリシロキサン組成物であることが好ましい。
At this time, the (B) component is the following (B1) component, (B2) component, and (B3) component;
(B1) Organopolysiloxane having an alkenyl group bonded to two or more silicon atoms in one molecule (B2) Organopolysiloxane having a hydrogen atom bonded to two or more silicon atoms in one molecule: (B1 ) An amount such that the total number of hydrogen atoms bonded to silicon atoms in the component (B2) is 0.5 to 8.0 with respect to the total number of alkenyl groups in the component (B3) Hydrosilylation reaction catalyst: catalyst An organopolysiloxane composition containing the amount is preferred.

このような(B)成分であれば、バインダーとして好適であり、未反応の(B2)成分の揮発や、(B2)成分中のケイ素原子に結合した水素原子(ヒドロシリル基、SiH基)が分解して水素ガスが発生する恐れがなく、これによるボイドやクラックが発生する恐れがない透明シリカガラスとなる。   Such a component (B) is suitable as a binder, and the volatilization of the unreacted component (B2) and the hydrogen atom (hydrosilyl group, SiH group) bonded to the silicon atom in the component (B2) are decomposed. Thus, there is no fear that hydrogen gas is generated, and the transparent silica glass is free from the occurrence of voids and cracks.

また、前記(B1)〜(B3)成分が、
(B1)下記式(1)

Figure 2018203572
(式中、Rは独立して炭素数1〜10の1価炭化水素基であり、Rのうち2個以上は炭素数2〜10のアルケニル基であり、aは0〜0.7、bは0〜0.9、cは0〜0.99、dは0.05〜0.7であり、但しa+b+c+d=1.0である。)
で示されるアルケニル基含有オルガノポリシロキサン
(B2)下記平均組成式(2)
Figure 2018203572
(式中、Rは独立して炭素数1〜7の1価飽和炭化水素基及び炭素数6〜7の芳香族炭化水素基から選ばれる基であり、eは0.6〜2.0、fは0.4〜1.0の正数であり、但しe+f=1.0〜2.5である。)
で示され、1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子を有するハイドロジェンオルガノポリシロキサン
(B3)白金族金属系触媒
であることが好ましい。 In addition, the components (B1) to (B3) are
(B1) The following formula (1)
Figure 2018203572
(In the formula, R 1 is independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, two or more of R 1 are alkenyl groups having 2 to 10 carbon atoms, and a is 0 to 0.7. B is 0 to 0.9, c is 0 to 0.99, and d is 0.05 to 0.7, provided that a + b + c + d = 1.0.
(B2) The following average composition formula (2)
Figure 2018203572
(In the formula, R 2 is independently a group selected from a monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 7 carbon atoms and an aromatic hydrocarbon group having 6 to 7 carbon atoms, and e is 0.6 to 2.0. , F is a positive number of 0.4 to 1.0, where e + f = 1.0 to 2.5.)
It is preferable that it is a hydrogenated organopolysiloxane (B3) platinum group metal-based catalyst having a hydrogen atom bonded to two or more silicon atoms in one molecule.

このような(B1)〜(B3)成分であれば、より確実かつ簡単にボイドやクラックのない透明シリカガラスとなる。   If it is such (B1)-(B3) component, it will become transparent silica glass without a void and a crack more reliably and easily.

更に、前記(B)成分が、空気中で最高温度を1,000℃にしてJIS K 7120:1987記載の方法で測定したTGA分析における残分率が40%以上のものであることが好ましい。   Further, the component (B) preferably has a residual rate of 40% or more in TGA analysis measured by the method described in JIS K 7120: 1987 at a maximum temperature of 1,000 ° C. in air.

上記のような(B)成分であれば、組成物の脱脂時及び焼結時に球状シリカ粒子間に大きな空隙が発生する恐れがなく、焼結後にクラックや失透が生じる恐れがない透明シリカガラスとなる。   With the component (B) as described above, there is no risk of generating large voids between the spherical silica particles during degreasing and sintering of the composition, and there is no risk of cracks and devitrification occurring after sintering. It becomes.

また、本発明では、下記(A)成分及び(B)成分;
(A)平均粒径が0.01〜150μmであり、かつアスペクト比が1.00〜1.50である球状シリカ粒子:80〜99.9質量部
(B)23℃における屈折率が1.40〜1.55であり、23℃における粘度が0.1〜10,000mPa・sであり、ヒドロシリル化反応触媒を含むオルガノポリシロキサン組成物:0.1〜20質量部
を含む組成物を調製する工程の後に、該組成物を成形し、成形体を形成する工程、次いで、該成形体を400〜1,200℃で10分間〜12時間加熱し、脱脂する工程、さらに、該脱脂した成形体を1,400〜1,800℃で1〜60分間加熱し、焼結する工程を有する透明シリカガラスの製造方法を提供する。
In the present invention, the following components (A) and (B):
(A) Spherical silica particles having an average particle diameter of 0.01 to 150 μm and an aspect ratio of 1.00 to 1.50: 80 to 99.9 parts by mass (B) The refractive index at 23 ° C. is 1. Organopolysiloxane composition having a viscosity of 40 to 1.55 and a viscosity at 23 ° C. of 0.1 to 10,000 mPa · s and containing a hydrosilylation reaction catalyst: A composition containing 0.1 to 20 parts by mass is prepared. After the step of forming, the step of forming the composition to form a molded body, then the step of heating the molded body at 400 to 1,200 ° C. for 10 minutes to 12 hours to degrease, and the degreased molding A method for producing a transparent silica glass comprising a step of heating and sintering a body at 1,400 to 1,800 ° C. for 1 to 60 minutes is provided.

本発明のような製造方法であれば、脱脂工程にかかる時間を短縮することができ、くすみなどがなく高透明な透明シリカガラスを容易に製造することができる。   If it is a manufacturing method like this invention, the time concerning a degreasing process can be shortened and a highly transparent transparent silica glass without dullness etc. can be manufactured easily.

このとき、前記(B)成分として、下記(B1)成分、(B2)成分、及び(B3)成分;
(B1)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合したアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン
(B2)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子を有するオルガノポリシロキサン:前記(B1)成分中のアルケニル基の総数に対して、前記(B2)成分中のケイ素原子に結合した水素原子の総数が0.5〜8.0であるような量
(B3)ヒドロシリル化反応触媒:触媒量
を含むオルガノポリシロキサン組成物を用いることが好ましい。
At this time, as the component (B), the following component (B1), component (B2), and component (B3);
(B1) Organopolysiloxane having an alkenyl group bonded to two or more silicon atoms in one molecule (B2) Organopolysiloxane having a hydrogen atom bonded to two or more silicon atoms in one molecule: (B1 ) An amount such that the total number of hydrogen atoms bonded to silicon atoms in the component (B2) is 0.5 to 8.0 with respect to the total number of alkenyl groups in the component (B3) Hydrosilylation reaction catalyst: catalyst It is preferred to use an organopolysiloxane composition containing the amount.

このような(B)成分を用いた製造方法であれば、未反応の(B2)成分の揮発や、(B2)成分中のケイ素原子に結合した水素原子(ヒドロシリル基、SiH基)が分解して水素ガスが発生する恐れがなく、これによるボイドやクラックが発生する恐れがない透明シリカガラスを容易に作製できる。   With such a production method using the component (B), the volatilization of the unreacted component (B2) and the hydrogen atom (hydrosilyl group, SiH group) bonded to the silicon atom in the component (B2) are decomposed. Therefore, it is possible to easily produce a transparent silica glass that does not generate hydrogen gas and does not generate voids and cracks.

また、前記(B1)〜(B3)成分として、
(B1)下記式(1)

Figure 2018203572
(式中、Rは独立して炭素数1〜10の1価炭化水素基であり、Rのうち2個以上は炭素数2〜10のアルケニル基であり、aは0〜0.7、bは0〜0.9、cは0〜0.99、dは0.05〜0.7であり、但しa+b+c+d=1.0である。)
で示されるアルケニル基含有オルガノポリシロキサン
(B2)下記平均組成式(2)
Figure 2018203572
(式中、Rは独立して炭素数1〜7の1価飽和炭化水素基及び炭素数6〜7の芳香族炭化水素基から選ばれる基であり、eは0.6〜2.0、fは0.4〜1.0の正数であり、但しe+f=1.0〜2.5である。)
で示され、1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子を有するハイドロジェンオルガノポリシロキサン
(B3)白金族金属系触媒
を用いることが好ましい。 Moreover, as said (B1)-(B3) component,
(B1) The following formula (1)
Figure 2018203572
(In the formula, R 1 is independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, two or more of R 1 are alkenyl groups having 2 to 10 carbon atoms, and a is 0 to 0.7. B is 0 to 0.9, c is 0 to 0.99, and d is 0.05 to 0.7, provided that a + b + c + d = 1.0.
(B2) The following average composition formula (2)
Figure 2018203572
(In the formula, R 2 is independently a group selected from a monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 7 carbon atoms and an aromatic hydrocarbon group having 6 to 7 carbon atoms, and e is 0.6 to 2.0. , F is a positive number of 0.4 to 1.0, where e + f = 1.0 to 2.5.)
It is preferable to use a hydrogen organopolysiloxane (B3) platinum group metal-based catalyst having a hydrogen atom bonded to two or more silicon atoms in one molecule.

このような(B)成分を用いた製造方法であれば、より確実にボイドやクラックのない高品質の透明シリカガラスを容易に製造できる。   If it is a manufacturing method using such (B) component, the high quality transparent silica glass without a void and a crack can be manufactured more reliably easily.

更に、前記焼結工程の前に、塩化水素ガス雰囲気下で、前記成形体を1,000〜1,500℃で0.5〜5時間加熱し、純化する工程を含むことが好ましい。   Furthermore, it is preferable to include a step of heating and purifying the compact at 1,000 to 1,500 ° C. for 0.5 to 5 hours in a hydrogen chloride gas atmosphere before the sintering step.

このように純化する工程を含む製造方法であれば、焼結時に失透の原因となりうる不純物を除去することで失透の発生が更に抑制された透明シリカガラスを製造できる。   Thus, if it is a manufacturing method including the process to refine | purify, the transparent silica glass by which generation | occurrence | production of devitrification was further suppressed can be manufactured by removing the impurity which may cause devitrification at the time of sintering.

またこのとき、前記(B)成分として、空気中で最高温度を1,000℃にしてJIS K 7120:1987記載の方法で測定したTGA分析における残分率が40%以上のものを用いることが好ましい。   At this time, as the component (B), a component having a residual rate of 40% or more in TGA analysis measured by the method described in JIS K 7120: 1987 at a maximum temperature of 1,000 ° C. in air. preferable.

上記のような(B)成分を使用した製造方法であれば、組成物の脱脂時及び焼結時に球状シリカ粒子間に大きな空隙が発生する恐れがなく、焼結後にクラックや失透が生じる恐れがない透明シリカガラスを容易に製造することができる。   If it is a manufacturing method using the above (B) component, there is no possibility that a big space | gap will generate | occur | produce between spherical silica particles at the time of degreasing and sintering of a composition, and there exists a possibility that a crack and devitrification may arise after sintering. It is possible to easily produce a transparent silica glass free from any problem.

以上のように、本発明の透明シリカガラスであれば、バインダーとしてシリカの構成元素であるケイ素や酸素を含むオルガノポリシロキサン組成物を用いることで、内部にppmオーダーで残存する失透の原因となる不純物をできる限り減らすことができ、くすみなどがなく透明性が非常に高く、広い範囲の波長で透過率に優れた透明シリカガラスとなる。また、本発明の透明シリカガラスは、容易に製造することができ、ボイドやクラックが発生する恐れがない高精度の透明シリカガラスとなる。このような本発明の透明シリカガラスを用いれば、高価な石英ガラスを用いなくても、安価で高品質なUV用パッケージを容易に作製することができる。また、本発明の透明シリカガラスの製造方法であれば、バインダーとしてオルガノポリシロキサン組成物を用いることで、有機基をできるだけ少なくすることができるため、バインダー中の炭素成分を燃焼させるための脱脂工程にかかる時間を短縮することができ、しかも高温時に反応が進むことによりバインダーがシリカとなるため、従来のバインダーとは異なり脱脂及び焼結時の体積収縮を極限まで減らすことができる。従って、ボイドやクラックが発生する恐れがなく、上記のような高透明かつ高精度の透明シリカガラスを容易に製造することができる。   As described above, if the transparent silica glass of the present invention, by using an organopolysiloxane composition containing silicon and oxygen as constituent elements of silica as a binder, it causes devitrification to remain in the order of ppm. The resulting transparent silica glass can be reduced as much as possible, has no dullness, has very high transparency, and has excellent transmittance over a wide range of wavelengths. Moreover, the transparent silica glass of the present invention can be easily produced, and becomes a high-precision transparent silica glass that does not cause the occurrence of voids or cracks. By using such a transparent silica glass of the present invention, an inexpensive and high-quality UV package can be easily produced without using an expensive quartz glass. Moreover, if it is a manufacturing method of the transparent silica glass of this invention, since an organic group can be reduced as much as possible by using an organopolysiloxane composition as a binder, the degreasing process for burning the carbon component in a binder In addition, since the binder becomes silica when the reaction proceeds at a high temperature, the volume shrinkage during degreasing and sintering can be reduced to the minimum unlike conventional binders. Therefore, there is no fear of voids and cracks, and the above highly transparent and highly accurate transparent silica glass can be easily produced.

上記のように、くすみなどがなく高透明であり、容易に製造することができる透明シリカガラス及びその製造方法の開発が求められていた。   As described above, there has been a demand for the development of a transparent silica glass that has no dullness and is highly transparent and can be easily produced, and a method for producing the same.

本発明者らは、上記目的を達成するため鋭意検討を行った結果、オルガノポリシロキサン組成物をバインダーとして用いることによって、脱脂工程の時間を短縮でき、更に、バインダーに起因する不純物量も減らすことができることから、高透明な透明シリカガラスを容易に製造できることを見出し、本発明を完成させた。   As a result of intensive studies to achieve the above object, the inventors of the present invention can shorten the time of the degreasing process by using the organopolysiloxane composition as a binder, and further reduce the amount of impurities caused by the binder. Therefore, the present inventors have found that a highly transparent transparent silica glass can be easily produced and completed the present invention.

すなわち、本発明は、下記(A)成分及び(B)成分;
(A)平均粒径が0.01〜150μmであり、かつアスペクト比が1.00〜1.50である球状シリカ粒子:80〜99.9質量部
(B)23℃における屈折率が1.40〜1.55であり、23℃における粘度が0.1〜10,000mPa・sであり、ヒドロシリル化反応触媒を含むオルガノポリシロキサン組成物:0.1〜20質量部
を含む組成物の焼結体である透明シリカガラスである。
That is, the present invention includes the following components (A) and (B);
(A) Spherical silica particles having an average particle diameter of 0.01 to 150 μm and an aspect ratio of 1.00 to 1.50: 80 to 99.9 parts by mass (B) The refractive index at 23 ° C. is 1. An organopolysiloxane composition having a viscosity of 40 to 1.55 and a viscosity at 23 ° C. of 0.1 to 10,000 mPa · s and containing a hydrosilylation reaction catalyst: baking of a composition containing 0.1 to 20 parts by mass It is a transparent silica glass which is a bonded body.

以下、本発明について詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
<透明シリカガラス>
(A)球状シリカ粒子
本発明に使用する球状シリカ粒子は、その平均粒径が0.01〜150μmの範囲であり、かつ、そのアスペクト比が1.00〜1.50のものである。平均粒径は、好ましくは0.05〜100μm、より好ましくは、0.1〜10μmである。なお、本発明において、球状シリカ粒子の平均粒径とは、動的光散乱法で測定した粒子の体積平均径の値を指す。また、球状シリカ粒子のアスペクト比は、好ましくは1.00〜1.40、より好ましくは、1.00〜1.20である。なお、本発明において、アスペクト比とは、SEMによる撮影画像によって長径(D)と短径(d)との比、つまりD/dとして測定された値である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail, but the present invention is not limited thereto.
<Transparent silica glass>
(A) Spherical silica particles The spherical silica particles used in the present invention have an average particle diameter in the range of 0.01 to 150 μm and an aspect ratio of 1.00 to 1.50. The average particle diameter is preferably 0.05 to 100 μm, more preferably 0.1 to 10 μm. In the present invention, the average particle diameter of the spherical silica particles refers to the value of the volume average diameter of the particles measured by a dynamic light scattering method. Moreover, the aspect ratio of the spherical silica particles is preferably 1.00 to 1.40, and more preferably 1.00 to 1.20. In the present invention, the aspect ratio is a ratio of a major axis (D) to a minor axis (d), that is, a value measured as D / d by a photographed image by SEM.

また、本発明に用いられる球状シリカ粒子としては、天然のシリカから製造されたものよりも、ゾル−ゲル法や、クロロシランの加水分解によって合成し、金属除去精製によってアルミニウム、ナトリウム、鉄などの球状シリカ粒子によく含まれる不純物の量を極限まで減らしたものを用いることが好ましい。不純物量は、本発明では誘導結合プラズマ発光分光分析装置(ICP−OES)で測定し、絶対検量線法で定量した元素含有量を指す。球状シリカ粒子中のアルミニウム含有量は0.1〜50ppmが好ましく、0.1〜10ppmが更に好ましい。アルミニウム含有量は少なければ少ないほどよいが、コスト等を勘案すれば、0.1ppmまで除去できれば十分であり、50ppm以下であれば、失透の原因となる焼結時のシリカの結晶化の進行を抑制できる。また、球状シリカ粒子中のナトリウム含有量は0.01〜1ppmが好ましく、0.05〜1ppmが更に好ましい。ナトリウム含有量は少なければ少ないほどよいが、コスト等を勘案すれば、0.01ppmまで除去できれば十分であり、1ppm以下であれば、焼結時の失透の発生を抑制できる。さらに、球状シリカ粒子中の鉄の含有量は0.1〜5ppmが好ましく、0.1〜2ppmが更に好ましい。鉄の含有量は少なければ少ないほどよいが、コスト等を勘案すれば、0.1ppmまで除去できれば十分であり、5ppm以下であれば、焼結時の失透の発生を抑制できる。   In addition, the spherical silica particles used in the present invention are synthesized by sol-gel method or chlorosilane hydrolysis rather than those produced from natural silica, and are spherical such as aluminum, sodium, iron, etc. by metal removal purification. It is preferable to use a material in which the amount of impurities often contained in silica particles is reduced to the limit. In the present invention, the amount of impurities refers to the element content measured by an inductively coupled plasma optical emission spectrometer (ICP-OES) and quantified by an absolute calibration curve method. The aluminum content in the spherical silica particles is preferably from 0.1 to 50 ppm, more preferably from 0.1 to 10 ppm. The lower the aluminum content, the better. However, considering the cost and the like, it is sufficient if it can be removed up to 0.1 ppm, and if it is 50 ppm or less, the crystallization of silica during sintering causes devitrification. Can be suppressed. Further, the sodium content in the spherical silica particles is preferably 0.01 to 1 ppm, more preferably 0.05 to 1 ppm. The smaller the sodium content, the better. However, considering the cost and the like, it is sufficient if it can be removed to 0.01 ppm, and if it is 1 ppm or less, the occurrence of devitrification during sintering can be suppressed. Further, the iron content in the spherical silica particles is preferably 0.1 to 5 ppm, more preferably 0.1 to 2 ppm. The lower the iron content, the better. However, considering the cost and the like, it is sufficient if it can be removed up to 0.1 ppm, and if it is 5 ppm or less, the occurrence of devitrification during sintering can be suppressed.

また球状シリカ粒子の種類としては、シリカバルーン、メソポーラスシリカ、シリカゲル及びステショバイト、クリストバライトなどの結晶性シリカ、さらに石英などが挙げられる。   Examples of the spherical silica particles include silica balloon, mesoporous silica, silica gel, crystalline silica such as stesovite and cristobalite, and quartz.

(A)成分の含有量は焼結体用組成物100質量部中、80〜99.9質量部であり、好ましくは85〜99.5質量部、更に好ましくは90〜99.5質量部である。   (A) Content of a component is 80-99.9 mass parts in 100 mass parts of compositions for sintered compacts, Preferably it is 85-99.5 mass parts, More preferably, it is 90-99.5 mass parts. is there.

(B)オルガノポリシロキサン組成物
本発明に用いられるオルガノポリシロキサン組成物は、23℃における屈折率が1.40〜1.55であり、23℃における粘度が0.1〜10,000mPa・sのものであり、ヒドロシリル化反応触媒を含むものである。
(B) Organopolysiloxane composition The organopolysiloxane composition used in the present invention has a refractive index of 1.40 to 1.55 at 23 ° C and a viscosity of 0.1 to 10,000 mPa · s at 23 ° C. Including a hydrosilylation reaction catalyst.

本発明における(B)成分の屈折率とは、JIS K 0062:1992記載の方法でアッベ屈折率計によって測定された、測定波長589.3nm(ナトリウムD線)での値を指し、1.40〜1.55であり、好ましくは1.40〜1.50であり、より好ましくは1.40〜1.45である。この範囲外であると、脱脂時の体積収縮が多くなる。   The refractive index of the component (B) in the present invention refers to a value at a measurement wavelength of 589.3 nm (sodium D line) measured by an Abbe refractometer by the method described in JIS K 0062: 1992, and is 1.40. It is -1.55, Preferably it is 1.40-1.50, More preferably, it is 1.40-1.45. If it is out of this range, volume shrinkage during degreasing increases.

本発明における(B)成分の粘度とは、JIS K 7117−1:1999記載の方法で回転粘度計によって測定された23℃における値を指し、0.1〜10,000mPa・sであり、好ましくは1〜8,000mPa・sであり、より好ましくは1〜1,000mPa・sである。この範囲外であると、(A)成分の球状シリカ粒子を高充填した際にシリカ表面に(B)成分がなじまず、脱脂や焼結時に空隙が生じる。   The viscosity of the component (B) in the present invention refers to a value at 23 ° C. measured by a rotational viscometer according to the method described in JIS K 7117-1: 1999, and is preferably 0.1 to 10,000 mPa · s. Is 1 to 8,000 mPa · s, more preferably 1 to 1,000 mPa · s. Outside this range, when the spherical silica particles of the component (A) are highly filled, the component (B) does not conform to the silica surface, and voids are generated during degreasing and sintering.

本発明において(B)成分は、空気中で最高温度を1,000℃にしてJIS K 7120:1987記載の方法で測定したTGA分析における残分率が40%以上のものであることが好ましく、残分率が40〜60%のものであることが更に好ましい。残分率が40%以上であれば、組成物の脱脂時及び焼結時に球状シリカ粒子間の大きな空隙の発生を抑制でき、焼結後のクラックや失透の発生を抑制できる。   In the present invention, the component (B) preferably has a residual rate of 40% or more in TGA analysis measured by the method described in JIS K 7120: 1987 at a maximum temperature of 1,000 ° C. in air. More preferably, the residual rate is 40 to 60%. If the residual ratio is 40% or more, generation of large voids between the spherical silica particles can be suppressed during degreasing and sintering of the composition, and generation of cracks and devitrification after sintering can be suppressed.

なお、本発明における残分率は、例えば、TGA装置(TAインスツルメント製 Q500)で、サンプル10mgを秤量し、25℃から1,000℃まで昇温速度を20℃/分で昇温して、1,000℃で30分間保持した後、サンプル質量を測定して下記式によって求めることができる。

Figure 2018203572
The residual rate in the present invention is measured by, for example, measuring 10 mg of a sample with a TGA apparatus (Q500 manufactured by TA Instruments) and increasing the temperature increase rate from 25 ° C. to 1,000 ° C. at a rate of 20 ° C./min. And after hold | maintaining for 30 minutes at 1,000 degreeC, sample mass can be measured and it can obtain | require by a following formula.
Figure 2018203572

本発明に用いられる(B)成分は、下記(B1)成分、(B2)成分、及び(B3)成分;
(B1)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合したアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン
(B2)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子を有するオルガノポリシロキサン:(B1)成分中のアルケニル基の総数に対して、(B2)成分中のケイ素原子に結合した水素原子の総数が0.5〜8.0であるような量
(B3)ヒドロシリル化反応触媒:触媒量
を含むオルガノポリシロキサン組成物であることが好ましい。
(B) component used for this invention is the following (B1) component, (B2) component, and (B3) component;
(B1) Organopolysiloxane having an alkenyl group bonded to two or more silicon atoms in one molecule (B2) Organopolysiloxane having a hydrogen atom bonded to two or more silicon atoms in one molecule: (B1) (B3) Hydrosilylation reaction catalyst: catalyst amount in which the total number of hydrogen atoms bonded to silicon atoms in component (B2) is 0.5 to 8.0 with respect to the total number of alkenyl groups in component The organopolysiloxane composition is preferably included.

(B)成分の含有量は、焼結体用組成物100質量部中、0.1〜20質量部であり、0.1〜10質量部であることが好ましく、0.1〜5質量部であることがより好ましい。以下順に詳述する。   (B) Content of a component is 0.1-20 mass parts in 100 mass parts of compositions for sintered compacts, It is preferable that it is 0.1-10 mass parts, 0.1-5 mass parts It is more preferable that This will be described in detail below.

(B1)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合したアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン
(B)成分を構成する1分子中に2個以上のケイ素原子に結合したアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン(B1)は、本発明の(B)成分を構成する主剤となるものである。(B1)成分に含まれるアルケニル基含有量は0.0001〜0.4mol/100g、特に0.005〜0.1mol/100gであることが好ましい。(B1)成分としては下記式(1)で示されるアルケニル基含有オルガノポリシロキサンが好ましい。

Figure 2018203572
(B1) Organopolysiloxane having an alkenyl group bonded to two or more silicon atoms in one molecule (B) Organopolysiloxane having an alkenyl group bonded to two or more silicon atoms in one molecule constituting the component (B) (B1) serves as the main component constituting the component (B) of the present invention. The alkenyl group content contained in the component (B1) is preferably 0.0001 to 0.4 mol / 100 g, particularly preferably 0.005 to 0.1 mol / 100 g. As the component (B1), an alkenyl group-containing organopolysiloxane represented by the following formula (1) is preferable.
Figure 2018203572

上記式中、Rは独立して炭素数1〜10、好ましくは1〜6の1価炭化水素基であり、そのうち少なくとも2個は炭素数2〜10、好ましくは2〜8のアルケニル基である。Rの1価炭化水素基の例としては、メチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基、イソブチル基、tert−ブチル基、ペンチル基、ネオペンチル基、ヘキシル基、オクチル基、ノニル基、デシル基等のアルキル基;シクロペンチル基、シクロヘキシル基等のシクロアルキル基;フェニル基、トリル基、キシリル基、ナフチル基等のアリール基;ベンジル基、フェニルエチル基、フェニルプロピル基等のアラルキル基などが挙げられ、中でもメチル基、フェニル基が好ましく、アルケニル基の例としては、ビニル基、アリル基、プロペニル基、イソプロペニル基、ブテニル基、ヘキセニル基、シクロヘキセニル基、オクテニル基等が挙げられ、中でもビニル基、アリル基が好ましい。aは0〜0.7、bは0〜0.9、cは0〜0.99、dは0.05〜0.7であり、但しa+b+c+d=1.0である。 In the above formula, R 1 is independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms, of which at least two are alkenyl groups having 2 to 10 carbon atoms, preferably 2 to 8 carbon atoms. is there. Examples of monovalent hydrocarbon groups for R 1 include methyl, ethyl, propyl, isopropyl, butyl, isobutyl, tert-butyl, pentyl, neopentyl, hexyl, octyl, and nonyl groups. Alkyl groups such as decyl group; cycloalkyl groups such as cyclopentyl group and cyclohexyl group; aryl groups such as phenyl group, tolyl group, xylyl group and naphthyl group; aralkyl groups such as benzyl group, phenylethyl group and phenylpropyl group Among them, a methyl group and a phenyl group are preferable, and examples of the alkenyl group include a vinyl group, an allyl group, a propenyl group, an isopropenyl group, a butenyl group, a hexenyl group, a cyclohexenyl group, an octenyl group, and the like. Of these, vinyl groups and allyl groups are preferred. a is 0 to 0.7, b is 0 to 0.9, c is 0 to 0.99, and d is 0.05 to 0.7, provided that a + b + c + d = 1.0.

また、(B1)成分は、下記一般式(3)で表される分子鎖両末端のケイ素原子上に各1個以上のビニル基を有する直鎖状オルガノポリシロキサンであってもよく、少量の分岐状構造(三官能性シロキサン単位)を分子鎖中に含有してもよい。23℃における粘度が0.1〜10,000mPa・s、好ましくは0.1〜5,000mPa・sの液状オルガノポリシロキサンであれば、(A)成分である球状シリカ粒子を高充填化できるなど、作業性、硬化性等の観点から好ましい。なお、下記一般式(3)で表されるオルガノポリシロキサンの粘度は、JIS K 7117−1:1999記載の回転粘度計による方法で測定した値である。

Figure 2018203572
The component (B1) may be a linear organopolysiloxane having at least one vinyl group on each silicon atom at both ends of the molecular chain represented by the following general formula (3). A branched structure (trifunctional siloxane unit) may be contained in the molecular chain. If it is a liquid organopolysiloxane having a viscosity at 23 ° C. of 0.1 to 10,000 mPa · s, preferably 0.1 to 5,000 mPa · s, the spherical silica particles as the component (A) can be highly filled, etc. From the viewpoint of workability, curability and the like. In addition, the viscosity of the organopolysiloxane represented by the following general formula (3) is a value measured by a method using a rotational viscometer described in JIS K 7117-1: 1999.
Figure 2018203572

上記式中、Rは上述した通りであり、具体例としては前記式(1)にて例示したものと同様の置換基が挙げられる。Rは独立に炭素数1〜10、好ましくは1〜6の1価炭化水素基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基であり、好ましくはメチル基、エチル基である。gは1、2又は3であり、好ましくは1であり、xは1≦x≦1,000、好ましくは5≦x≦500、より好ましくは30≦x≦500を満足する数である。 In the above formula, R 1 is as described above, and specific examples thereof include the same substituents as those exemplified in the above formula (1). R 3 is independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, preferably 1 to 6 carbon atoms, specifically a methyl group, an ethyl group, a propyl group, a butyl group, a pentyl group, or a hexyl group, A methyl group and an ethyl group are preferred. g is 1, 2 or 3, preferably 1, and x is a number satisfying 1 ≦ x ≦ 1,000, preferably 5 ≦ x ≦ 500, more preferably 30 ≦ x ≦ 500.

このような上記式(3)で表されるオルガノポリシロキサンとしては、具体的に下記のものを挙げることができる。   Specific examples of the organopolysiloxane represented by the above formula (3) include the following.

Figure 2018203572
Figure 2018203572

上記式中、xは上記と同様であり、x1は0≦x1≦1,000、x2は0≦x2≦1,000であり、x1+x2=xであり、y、zは2≦y≦1,000、2≦z≦1,000である。   In the above formula, x is the same as above, x1 is 0 ≦ x1 ≦ 1,000, x2 is 0 ≦ x2 ≦ 1,000, x1 + x2 = x, and y and z are 2 ≦ y ≦ 1, 000, 2 ≦ z ≦ 1,000.

(B2)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子を有するオルガノポリシロキサン
(B)成分を構成する1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子を有するオルガノポリシロキサン(B2)は、本発明の(B)成分において、架橋剤として作用するものであり、(B2)成分中のケイ素原子に結合した水素原子(ヒドロシリル基、SiH基)と(B1)成分中のアルケニル基とが付加反応することにより硬化物を形成する。(B2)成分は、下記平均組成式(2)で示され、1分子中に少なくとも2個のSiH基を含有するものであることが好ましい。

Figure 2018203572
(B2) Organopolysiloxane having hydrogen atoms bonded to two or more silicon atoms in one molecule (B) Organopolysiloxane having hydrogen atoms bonded to two or more silicon atoms in one molecule (B2) acts as a crosslinking agent in the component (B) of the present invention. The hydrogen atom (hydrosilyl group, SiH group) bonded to the silicon atom in the component (B2) and the component (B1) A cured product is formed by an addition reaction with an alkenyl group. The component (B2) is represented by the following average composition formula (2), and preferably contains at least two SiH groups in one molecule.
Figure 2018203572

上記式(2)において、Rは独立して炭素数1〜7、好ましくは1〜3の1価飽和炭化水素基及び炭素数6〜7の芳香族炭化水素基から選ばれる基であり、具体的には、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチル基、ペンチル基、ヘキシル基などのアルキル基、フェニル基、トリル基、ベンジル基などの芳香族炭化水素基などが挙げられ、好ましくはメチル基又はフェニル基である。 In the above formula (2), R 2 is independently a group selected from a monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 7 carbon atoms, preferably 1 to 3 carbon atoms and an aromatic hydrocarbon group having 6 to 7 carbon atoms, Specific examples include alkyl groups such as methyl group, ethyl group, propyl group, butyl group, pentyl group, and hexyl group, and aromatic hydrocarbon groups such as phenyl group, tolyl group, and benzyl group. Group or phenyl group.

また、eは0.6〜2.0、好ましくは0.6〜1.8、fは0.4〜1.0、好ましくは0.4〜0.8であり、但しe+f=1.0〜2.5、好ましくは1.5〜2.4を満たす。分子中SiH基の位置は特に制限されず、分子鎖の末端であっても途中であってもよい。   E is 0.6 to 2.0, preferably 0.6 to 1.8, f is 0.4 to 1.0, preferably 0.4 to 0.8, provided that e + f = 1.0. To 2.5, preferably 1.5 to 2.4. The position of the SiH group in the molecule is not particularly limited, and may be at the end of the molecular chain or in the middle.

なお、(B2)成分におけるSiH基の含有量は、好ましくは0.001〜0.5mol/g、更に好ましくは0.05〜0.4mol/gである。   In addition, content of SiH group in (B2) component becomes like this. Preferably it is 0.001-0.5 mol / g, More preferably, it is 0.05-0.4 mol / g.

この(B2)成分の配合量は、上記(B1)成分の硬化有効量であり、特に、(B2)成分中のSiH基が(B1)成分中のアルケニル基(たとえばビニル基)の合計量当たり0.5〜8.0、より好ましくは0.8〜6.0、特に好ましくは0.8〜5.0、更に好ましくは1.0〜5.0のモル比で使用されることが好ましい。上記下限値以上であれば、硬化反応が良好に進行する。上記上限値以下であれば、未反応のSiH基が硬化物中に多量に残存しないため、脱脂及び焼結時に未反応の(B2)成分が揮発したり、(B2)成分中のSiH基が分解して水素ガスが発生したりする恐れがなく、これらが原因のボイドやクラックを抑制できる。   The blending amount of the component (B2) is an effective curing amount of the component (B1). In particular, the SiH group in the component (B2) is based on the total amount of alkenyl groups (for example, vinyl groups) in the component (B1). It is preferably used in a molar ratio of 0.5 to 8.0, more preferably 0.8 to 6.0, particularly preferably 0.8 to 5.0, still more preferably 1.0 to 5.0. . If it is more than the said lower limit, hardening reaction will advance favorable. If the amount is not more than the above upper limit value, a large amount of unreacted SiH groups do not remain in the cured product, so that the unreacted (B2) component volatilizes during degreasing and sintering, or the SiH groups in the (B2) component There is no risk of decomposition and generation of hydrogen gas, and voids and cracks caused by these can be suppressed.

(B3)ヒドロシリル化反応触媒
(B3)成分のヒドロシリル化反応触媒は、(B1)成分中のアルケニル基と(B2)成分中のヒドロシリル基との付加反応を促進するために配合され、白金系、パラジウム系、ロジウム系等の白金族金属系触媒などが使用できるが、コスト等の見地から白金系触媒であることがよい。白金系触媒としては、例えば、HPtCl・mHO、KPtCl、KHPtCl・mHO、KPtCl、KPtCl・mHO、PtO・mHO(mは、正の整数)等が挙げられる。また、前記白金系触媒とオレフィン等の炭化水素、アルコール又はビニル基含有オルガノポリシロキサンとの錯体等を用いることができる。上記触媒は1種単独でも2種以上の組み合わせであってもよい。
(B3) Hydrosilylation reaction catalyst (B3) The component hydrosilylation reaction catalyst is blended to promote the addition reaction between the alkenyl group in component (B1) and the hydrosilyl group in component (B2). Although platinum group metal catalysts such as palladium and rhodium can be used, platinum catalysts are preferred from the standpoint of cost. Examples of the platinum-based catalyst include H 2 PtCl 6 · mH 2 O, K 2 PtCl 6 , KHPtCl 6 · mH 2 O, K 2 PtCl 4 , K 2 PtCl 4 · mH 2 O, PtO 2 · mH 2 O ( m is a positive integer). In addition, a complex of the platinum catalyst and a hydrocarbon such as an olefin, an alcohol, or a vinyl group-containing organopolysiloxane can be used. The catalyst may be a single type or a combination of two or more types.

ヒドロシリル化反応触媒は、いわゆる触媒量で配合すればよく、例えば白金族金属系触媒であれば、前記(B1)及び(B2)成分の合計量100質量部に対し、白金族金属換算(質量)で、好ましくは0.0001〜2質量部、より好ましくは0.0001〜0.05質量部となる量で使用される。   What is necessary is just to mix | blend a hydrosilylation reaction catalyst with what is called a catalyst amount, for example, if it is a platinum group metal type catalyst, platinum group metal conversion (mass) with respect to 100 mass parts of total amounts of the said (B1) and (B2) component. The amount is preferably 0.0001 to 2 parts by mass, more preferably 0.0001 to 0.05 parts by mass.

その他の成分
本発明の(B)成分には、上述した(B1)成分、(B2)成分、及び(B3)成分以外の成分も、必要に応じて配合することができる。なお、その他の成分の例としては、反応抑制剤等が挙げられる。
Other Components In the component (B) of the present invention, components other than the components (B1), (B2), and (B3) described above can be blended as necessary. In addition, reaction inhibitors etc. are mentioned as an example of another component.

本発明の透明シリカガラスは、このような組成物の焼結体である。このような本発明の透明シリカガラスであれば、バインダーとしてシリカの構成元素であるケイ素や酸素を含むオルガノポリシロキサン組成物を用いることで、内部にppmオーダーで残存する失透の原因となる不純物をできる限り減らすことができ、くすみなどがなく透明性が非常に高く、どの波長でも透過率に優れた透明シリカガラスとなる。また、本発明の透明シリカガラスは、容易に製造することができ、ボイドやクラックが発生する恐れがない高精度の透明シリカガラスとなる。このような本発明の透明シリカガラスを用いれば、高価な石英ガラスを用いなくても、安価で高品質なUV用パッケージを容易に作製することができる。   The transparent silica glass of the present invention is a sintered body of such a composition. With such a transparent silica glass of the present invention, by using an organopolysiloxane composition containing silicon or oxygen as constituent elements of silica as a binder, impurities that cause devitrification remaining in the order of ppm. Can be reduced as much as possible, and there is no dullness and the transparency is very high, and it becomes a transparent silica glass excellent in transmittance at any wavelength. Moreover, the transparent silica glass of the present invention can be easily produced, and becomes a high-precision transparent silica glass that does not cause the occurrence of voids or cracks. By using such a transparent silica glass of the present invention, an inexpensive and high-quality UV package can be easily produced without using an expensive quartz glass.

<透明シリカガラスの製造方法>
また、本発明では、下記(A)成分及び(B)成分;
(A)平均粒径が0.01〜150μmであり、かつアスペクト比が1.00〜1.50である球状シリカ粒子:80〜99.9質量部
(B)23℃における屈折率が1.40〜1.55であり、23℃における粘度が0.1〜10,000mPa・sであり、ヒドロシリル化反応触媒を含むオルガノポリシロキサン組成物:0.1〜20質量部
を含む組成物を調製する工程の後に、該組成物を成形し、成形体を形成する工程、次いで、該成形体を400〜1,200℃で10分間〜12時間加熱し、脱脂する工程、さらに、該脱脂した成形体を1,400〜1,800℃で1〜60分間加熱し、焼結する工程を有する透明シリカガラスの製造方法を提供する。以下、各工程について詳しく説明する。
<Method for producing transparent silica glass>
In the present invention, the following components (A) and (B):
(A) Spherical silica particles having an average particle diameter of 0.01 to 150 μm and an aspect ratio of 1.00 to 1.50: 80 to 99.9 parts by mass (B) The refractive index at 23 ° C. is 1. Organopolysiloxane composition having a viscosity of 40 to 1.55 and a viscosity at 23 ° C. of 0.1 to 10,000 mPa · s and containing a hydrosilylation reaction catalyst: A composition containing 0.1 to 20 parts by mass is prepared. After the step of forming, the step of forming the composition to form a molded body, then the step of heating the molded body at 400 to 1,200 ° C. for 10 minutes to 12 hours to degrease, and the degreased molding A method for producing a transparent silica glass comprising a step of heating and sintering a body at 1,400 to 1,800 ° C. for 1 to 60 minutes is provided. Hereinafter, each step will be described in detail.

組成物調製工程
本発明の透明シリカガラスの製造方法では、まず、(A)成分と(B)成分を含む組成物を調製する。なお、(A)成分及び(B)成分については、上述の透明シリカガラスの説明で挙げたものと同様のものを使用することができる。組成物は、上述した各成分を同時に、又は別々に、必要により加熱処理を加えながら撹拌、溶解、混合及び分散させることにより調製することができるが、通常は、(B1)、(B2)及び(B3)成分を先に混合しオルガノポリシロキサン組成物(B)を調製した後に、球状シリカ粒子(A)と混合することが好ましい。
Composition preparation process In the manufacturing method of the transparent silica glass of this invention, the composition containing (A) component and (B) component is prepared first. In addition, about (A) component and (B) component, the thing similar to what was mentioned by description of the above-mentioned transparent silica glass can be used. The composition can be prepared by stirring, dissolving, mixing, and dispersing each of the above-described components simultaneously or separately, if necessary with heat treatment, and usually (B1), (B2) and (B3) It is preferable to mix the spherical silica particles (A) after mixing the component first to prepare the organopolysiloxane composition (B).

調製したオルガノポリシロキサン組成物(B)に球状シリカ粒子(A)を混合する際の撹拌等の操作に用いる装置は特に限定されないが、撹拌、加熱装置を備えたライカイ機、3本ロール、ボールミル、プラネタリーミキサー、自転公転式ミキサー等を用いることができる。また、これら装置を適宜組み合わせてもよい。   The apparatus used for the operation such as stirring when mixing the spherical silica particles (A) into the prepared organopolysiloxane composition (B) is not particularly limited, but a lykai machine equipped with stirring and heating apparatus, three rolls, ball mill A planetary mixer, a rotation and revolution mixer, or the like can be used. Moreover, you may combine these apparatuses suitably.

成形工程
本発明の透明シリカガラスの製造方法では、次に、上記のようにして調製した組成物を成形し、成形体を形成する。成形方法は特に限定されず、公知の方法で所望の形状に成形すればよい。
Molding step Next, in the method for producing a transparent silica glass of the present invention, the composition prepared as described above is molded to form a molded body. The forming method is not particularly limited, and it may be formed into a desired shape by a known method.

脱脂工程
本発明の透明シリカガラスの製造方法では、次に、上記のようにして形成した成形体を400〜1,200℃で10分間〜12時間加熱し、脱脂する。シリカ含有シリコーン樹脂組成物は、脱脂することにより徐々に炭素成分が除去される。脱脂工程がないと、焼結時に残存する炭素成分が炭化してしまい、失透の原因となる。脱脂工程は塩化水素ガス以外、例えばヘリウムガスや窒素ガスの雰囲気下で最高温度が400〜1,200℃、好ましくは500〜1,000℃で10分〜12時間、好ましくは1〜6時間処理する。400℃未満では脱脂が十分に進まず、焼結時に失透する。1,200℃を超えると、シリカの結晶化が進み失透する。
Degreasing step In the method for producing the transparent silica glass of the present invention, the molded body formed as described above is then degreased by heating at 400 to 1,200 ° C. for 10 minutes to 12 hours. The carbon component is gradually removed by degreasing the silica-containing silicone resin composition. If there is no degreasing process, the carbon component remaining at the time of sintering will carbonize and cause devitrification. The degreasing step is performed in an atmosphere of helium gas or nitrogen gas other than hydrogen chloride gas, for example, at a maximum temperature of 400 to 1,200 ° C., preferably 500 to 1,000 ° C. for 10 minutes to 12 hours, preferably 1 to 6 hours. To do. If it is less than 400 ° C., degreasing does not proceed sufficiently and devitrification occurs during sintering. When the temperature exceeds 1,200 ° C., crystallization of silica proceeds and devitrification occurs.

純化工程
本発明の透明シリカガラスの製造方法では、焼結工程前にAl、Na及びFeなどを除去する工程である純化工程を取り入れてもよい。純化工程を行う場合は、塩化水素ガス雰囲気下で最高温度が1,000〜1,500℃、好ましくは1,000〜1,300℃、より好ましくは1,100〜1,300℃で0.5〜5時間、好ましくは0.5〜2時間の条件で処理する。
Purification process In the method for producing the transparent silica glass of the present invention, a purification process, which is a process of removing Al, Na, Fe and the like, may be incorporated before the sintering process. When performing the purification step, the maximum temperature is 1,000 to 1,500 ° C., preferably 1,000 to 1,300 ° C., more preferably 1,100 to 1,300 ° C. in a hydrogen chloride gas atmosphere. The treatment is performed for 5 to 5 hours, preferably 0.5 to 2 hours.

焼結工程
本発明の透明シリカガラスの製造方法では、次に、上記のようにして脱脂(必要に応じて純化)した成形体を1,400〜1,800℃で1〜60分間加熱し、焼結することで透明シリカガラスを作製する。脱脂後の本発明のシリカ含有オルガノポリシロキサン樹脂組成物の焼結条件は特に制限されるものではないが、通常、不活性ガス、例えばヘリウムガスや窒素ガス等の雰囲気下で1,400〜1,800℃、好ましくは1,500〜1,800℃で焼結させることができる。1,400℃未満ではシリカ同士の融着による焼結が進まず、失透する。1,800℃以上ではシリカの結晶化が促進され、失透する。焼結時間は1分〜60分、好ましくは1〜30分程度で焼結させることができる。1分未満だとシリカ同士が十分に融着せず、失透する。60分を超えてくるとシリカの結晶化が更に促進されるため失透する。
Sintering step Next, in the method for producing the transparent silica glass of the present invention, the molded body degreased (purified as necessary) as described above is heated at 1,400 to 1,800 ° C. for 1 to 60 minutes, Transparent silica glass is produced by sintering. The sintering conditions of the silica-containing organopolysiloxane resin composition of the present invention after degreasing are not particularly limited, but are usually 1,400 to 1 in an atmosphere of an inert gas such as helium gas or nitrogen gas. , 800 ° C., preferably 1,500 to 1,800 ° C. When the temperature is lower than 1,400 ° C., sintering due to fusion of silica does not proceed and devitrification occurs. Above 1,800 ° C., crystallization of silica is promoted and devitrification occurs. The sintering time can be 1 minute to 60 minutes, preferably about 1 to 30 minutes. If it is less than 1 minute, the silicas are not sufficiently fused and devitrified. If it exceeds 60 minutes, crystallization of the silica is further promoted, resulting in devitrification.

検査工程
本発明の透明シリカガラスの製造方法では、焼結工程後に検査工程として、紫外領域から可視領域での透過性を測定するために、JIS K 7105:1981記載の方法で厚さ1mmの透明シリカガラスの透過率を測定する工程を追加することができる。波長が250〜300nmの範囲の光における透過率が90%以上であれば好ましく、92〜100%であれば更に好ましい。このような光透過率であれば、輝度が良好なUV用レンズ材料として好適に用いることができる。上記範囲の光透過性を有する透明シリカガラスを検査工程によって選別することで、高純度・高透明な透明ガラス成形体のみを得ることができる。
Inspection process In the method for producing the transparent silica glass of the present invention, a transparent film having a thickness of 1 mm is measured by the method described in JIS K 7105: 1981 in order to measure the transparency from the ultraviolet region to the visible region as an inspection step after the sintering step. A step of measuring the transmittance of silica glass can be added. The transmittance for light having a wavelength in the range of 250 to 300 nm is preferably 90% or more, and more preferably 92 to 100%. Such light transmittance can be suitably used as a lens material for UV having good luminance. By selecting the transparent silica glass having light transmittance in the above range by the inspection step, only a high-purity and highly transparent transparent glass molded body can be obtained.

このような本発明の透明シリカガラスの製造方法であれば、バインダーとしてオルガノポリシロキサン組成物を用いることで、有機基をできるだけ少なくすることができるため、バインダー中の炭素成分を燃焼させるための脱脂工程にかかる時間を短縮することができ、しかも高温時に反応が進むことによりバインダーがシリカとなるため、従来のバインダーとは異なり脱脂及び焼結時の体積収縮を極限まで減らすことができる。従って、ボイドやクラックが発生する恐れがなく、上記のような高透明かつ高精度の透明シリカガラスを容易に製造することができる。   With such a method for producing a transparent silica glass of the present invention, organic groups can be reduced as much as possible by using an organopolysiloxane composition as a binder, and therefore degreasing for burning carbon components in the binder. Since the time required for the process can be shortened and the reaction proceeds at a high temperature, the binder becomes silica. Therefore, unlike conventional binders, volume shrinkage during degreasing and sintering can be reduced to the limit. Therefore, there is no fear of voids and cracks, and the above highly transparent and highly accurate transparent silica glass can be easily produced.

以下、実施例及び比較例を示し、本発明を具体的に説明するが、本発明は下記の実施例に制限されるものではない。また、以下の式において、Meはメチル基、Viはビニル基、Phはフェニル基である。   EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are shown and this invention is demonstrated concretely, this invention is not restrict | limited to the following Example. In the following formulae, Me is a methyl group, Vi is a vinyl group, and Ph is a phenyl group.

本発明の実施例及び比較例で用いた材料を示す。
(A)球状シリカ粒子
球状シリカ粒子としては下記表1に記載したものを用いた。
平均粒径はレーザー回折式粒度分布測定装置(日機装(株)製「MicrotracHRA(X−100)」)による体積平均径の値を用いた。
The material used by the Example and comparative example of this invention is shown.
(A) Spherical silica particles The spherical silica particles described in Table 1 below were used.
As the average particle diameter, the value of the volume average diameter measured by a laser diffraction particle size distribution analyzer (“Microtrac HRA (X-100)” manufactured by Nikkiso Co., Ltd.) was used.

アスペクト比はSEMによって撮影されたSEM画像を、画像解析ソフト(三谷産業(株)製 WINROOF2015)で求めた長径(D)と短径(d)の比、D/dの値を用いた。   As the aspect ratio, the ratio of the major axis (D) to the minor axis (d) obtained by image analysis software (WINROOF2015, manufactured by Mitani Sangyo Co., Ltd.) and the value of D / d were used.

金属不純物量は、ICP−OES(Agilent社製 730−ES ICP−OES)で測定した。サンプル0.3gをフッ酸及び硝酸で溶解後、該溶液を加熱乾固させ、該乾固物に対して、濃硝酸0.5mL及び適量の水を加えて加熱濃縮し、再度水で2mLに定容し測定用溶液を調製した。得られた測定値から、絶対検量線法によってAl,Fe,Na量を定量した。   The amount of metal impurities was measured by ICP-OES (730-ES ICP-OES manufactured by Agilent). After dissolving 0.3 g of a sample with hydrofluoric acid and nitric acid, the solution is heated to dryness, 0.5 mL of concentrated nitric acid and an appropriate amount of water are added to the dried product, and the mixture is heated and concentrated, and again to 2 mL with water. The solution was measured at a constant volume. From the obtained measured values, the amounts of Al, Fe and Na were quantified by the absolute calibration curve method.

Figure 2018203572
アドマファインSO−E5、SO−E5高純度品、SO−C5:アドマテックス(株)製
EMIX−100:(株)龍森製
GB−AC:マコー(株)製
MKCシリカ:日本化成(株)製
Figure 2018203572
Admafine SO-E5, SO-E5 high-purity product, SO-C5: EMIX-100 manufactured by Admatechs Co., Ltd .: GB-AC manufactured by Tatsumori Co., Ltd .: MKC silica manufactured by Macau Co., Ltd .: Nippon Kasei Co., Ltd. Made

(B1)のアルケニル基含有オルガノポリシロキサンについては、
アルケニルオルガノポリシロキサンA
(SiO4/2)単位 45mol%、
(MeSiO1/2)単位 40mol%
(MeViSiO1/2)単位 15mol%
ビニル基当量 0.10mol/100g
アルケニルオルガノポリシロキサンB
(PhSiO3/2)単位 70mol%
(MeViSiO1/2)単位 30mol%
ビニル基当量 0.20mol/100g
アルケニルオルガノポリシロキサンC
(MeSiO2/2)単位 90mol%
(MeViSiO1/2)単位 10mol%
ビニル基当量 0.13mol/100g
アルケニルオルガノポリシロキサンD
(MeSiO2/2)単位 95mol%
(MeViSiO1/2)単位 5mol%
ビニル基当量 0.067mol/100g
アルケニルオルガノポリシロキサンE
(MePhSiO2/2)単位 90mol%
(MeViSiO1/2)単位 10mol%
ビニル基当量 0.076mol/100g
アルケニルオルガノポリシロキサンF
(MeSiO2/2)単位 63mol%
(PhSiO2/2)単位 30mol%
(MeViSiO1/2)単位 7mol%
ビニル基当量 0.059mol/100g
を使用した。
For the alkenyl group-containing organopolysiloxane (B1),
Alkenylorganopolysiloxane A
(SiO 4/2 ) unit 45 mol%,
(Me 3 SiO 1/2 ) unit 40 mol%
(Me 2 ViSiO 1/2 ) Unit 15 mol%
Vinyl group equivalent 0.10 mol / 100 g
Alkenylorganopolysiloxane B
(PhSiO 3/2 ) Unit 70 mol%
(Me 2 ViSiO 1/2 ) Unit 30 mol%
Vinyl group equivalent 0.20 mol / 100 g
Alkenylorganopolysiloxane C
(Me 2 SiO 2/2 ) Unit 90 mol%
(Me 2 ViSiO 1/2 ) Unit 10 mol%
Vinyl group equivalent 0.13 mol / 100 g
Alkenylorganopolysiloxane D
(Me 2 SiO 2/2 ) Unit 95 mol%
(Me 2 ViSiO 1/2 ) Unit 5 mol%
Vinyl group equivalent 0.067 mol / 100 g
Alkenylorganopolysiloxane E
(MePhSiO 2/2 ) Unit 90 mol%
(Me 2 ViSiO 1/2 ) Unit 10 mol%
Vinyl group equivalent 0.076mol / 100g
Alkenylorganopolysiloxane F
(Me 2 SiO 2/2 ) Unit 63 mol%
(Ph 2 SiO 2/2 ) Unit 30 mol%
(Me 2 ViSiO 1/2 ) Unit 7 mol%
Vinyl group equivalent 0.059 mol / 100 g
It was used.

(B2)ハイドロジェンオルガノポリシロキサンについては、
ハイドロジェンオルガノポリシロキサンA
(MeHSiO2/2)単位 75mol%
(MeSiO1/2)単位 25mol%
ヒドロシリル基当量 0.0114mol/g
ハイドロジェンオルガノポリシロキサンB
(MeHSiO2/2)単位 95mol%
(MeSiO1/2)単位 5mol%
ヒドロシリル基当量 0.0155mol/g
ハイドロジェンオルガノポリシロキサンC
(MeHSiO2/2)単位 67mol%
(PhSiO2/2)単位 30mol%
(MeSiO1/2)単位 3mol%
ヒドロシリル基当量 0.00652mol/g
ハイドロジェンオルガノポリシロキサンD
(MeHSiO1/2)単位 50mol%
(PhSiO2/2)単位 50mol%
ヒドロシリル基当量 0.00402mol/g
ハイドロジェンオルガノポリシロキサンE
(MeHSiO1/2)単位 67mol%
(PhSiO3/2)単位 33mol%
ヒドロシリル基当量 0.00759mol/g
を使用した。
(B2) For hydrogen organopolysiloxane,
Hydrogen Organopolysiloxane A
(MeHSiO 2/2 ) Unit 75 mol%
(Me 3 SiO 1/2 ) Unit 25 mol%
Hydrosilyl group equivalent 0.0114 mol / g
Hydrogen Organopolysiloxane B
(MeHSiO 2/2 ) Unit 95 mol%
(Me 3 SiO 1/2 ) Unit 5 mol%
Hydrosilyl group equivalent 0.0155 mol / g
Hydrogen Organopolysiloxane C
(MeHSiO 2/2 ) Unit 67 mol%
(Ph 2 SiO 2/2 ) Unit 30 mol%
(Me 3 SiO 1/2 ) Unit 3 mol%
Hydrosilyl group equivalent 0.00652 mol / g
Hydrogen Organopolysiloxane D
(Me 2 HSiO 1/2 ) Unit 50 mol%
(Ph 2 SiO 2/2 ) Unit 50 mol%
Hydrosilyl group equivalent 0.00402 mol / g
Hydrogen Organopolysiloxane E
(Me 2 HSiO 1/2 ) Unit 67 mol%
(PhSiO 3/2 ) Unit 33 mol%
Hydrosilyl group equivalent 0.00759 mol / g
It was used.

(B3)のヒドロシリル化反応触媒については、塩化白金酸のビニルシリコーン変性溶液(白金濃度1質量%)を使用した。   As the hydrosilylation reaction catalyst (B3), a vinyl silicone-modified solution of chloroplatinic acid (platinum concentration 1 mass%) was used.

これらの他に反応抑制剤として、エチニルシクロヘキサノールの50質量%トルエン溶液を使用した。   In addition to these, a 50 mass% toluene solution of ethynylcyclohexanol was used as a reaction inhibitor.

(調製例1〜8、比較調製例1〜4)
まず、オルガノポリシロキサン組成物を下記表2に示す配合でプラネタリーミキサーを用いて調製した。また、調製したオルガノポリシロキサン組成物について、以下の配合時特性を評価し、その結果を表2に記載した。
(Preparation Examples 1-8, Comparative Preparation Examples 1-4)
First, an organopolysiloxane composition was prepared using a planetary mixer with the formulation shown in Table 2 below. The prepared organopolysiloxane composition was evaluated for the following blending characteristics, and the results are shown in Table 2.

[屈折率]
JIS K 0062:1992に準拠してサンプルの23℃での屈折率(nD23)を測定した。
[Refractive index]
The refractive index (nD 23 ) of the sample at 23 ° C. was measured according to JIS K 0062: 1992.

[粘度]
JIS K 7117−1:1999に準拠してサンプルの23℃での粘度を、回転粘度計によって測定した。
[viscosity]
The viscosity at 23 ° C. of the sample was measured with a rotational viscometer in accordance with JIS K 7117-1: 1999.

[残分率]
TGA装置(TAインスツルメント製 Q500)で、サンプル10mgを秤量し、25℃から1,000℃まで昇温速度を20℃/分で昇温して、1,000℃で30分間保持した後、サンプル質量を測定して下記式によって残分率を求めた。

Figure 2018203572
[Remaining rate]
After weighing 10 mg of sample with a TGA device (TA Instruments Q500), raising the temperature rising rate from 25 ° C. to 1,000 ° C. at a rate of 20 ° C./min and holding at 1,000 ° C. for 30 minutes The sample mass was measured, and the residual rate was determined by the following formula.
Figure 2018203572

Figure 2018203572
Figure 2018203572

(比較調製例5)
オルガノポリシロキサン組成物(B)の代わりにメチルセルロース(商品名:メトローズSM−4000、信越化学工業(株)製)を8g、水を92g加えプラネタリーミキサーで混合し、メチルセルロースバインダー組成物を作製した。
(Comparative Preparation Example 5)
Instead of the organopolysiloxane composition (B), 8 g of methyl cellulose (trade name: Metroles SM-4000, manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.) and 92 g of water were added and mixed with a planetary mixer to prepare a methyl cellulose binder composition. .

(比較調製例6)
オルガノポリシロキサン組成物(B)の代わりにポリビニルアルコール(PVA)を8g、純水を92g加え自転公転式ミキサーを用いて2,000回転で1分間、次いで2,200回転で1分間混合し、PVAバインダー組成物を作製した。
(Comparative Preparation Example 6)
In place of the organopolysiloxane composition (B), 8 g of polyvinyl alcohol (PVA) and 92 g of pure water were added and mixed for 1 minute at 2,000 rpm using a rotating and rotating mixer, then for 1 minute at 2,200 rpm, A PVA binder composition was prepared.

(実施例1〜15、比較例1〜11)
調製例1〜8及び比較調製例1〜6で調製したオルガノポリシロキサン組成物あるいはバインダー組成物と、各シリカ粒子を混合し、以下の特性を測定した。その結果を表3、表4に示す。
(Examples 1-15, Comparative Examples 1-11)
The organopolysiloxane composition or binder composition prepared in Preparation Examples 1-8 and Comparative Preparation Examples 1-6 and each silica particle were mixed, and the following characteristics were measured. The results are shown in Tables 3 and 4.

[成形性]
シリカ粒子混合後の組成物を30×30×1mmの金型に注入し、圧縮成形機(TOWA株式会社製)を用いて成形圧力0.5MPaで80℃×5分間加熱して成形し、得られた成形体のフローマーク、未充填及びクラック発生の有無を確認した。
[Formability]
The composition after mixing the silica particles is poured into a 30 × 30 × 1 mm mold and molded by heating at 80 ° C. for 5 minutes at a molding pressure of 0.5 MPa using a compression molding machine (manufactured by TOWA). The formed product was checked for flow marks, unfilled and cracks.

[透過率]
成形性の評価と同じ条件で成形したサンプルを1,000℃×2時間加熱することで脱脂し、その後に焼成炉(島津アクセス社製 VESTA)を用いて1,650℃で10分間加熱し、焼結した。焼結後のサンプルは、波長が200〜800nmの範囲の光における透過率を紫外可視光分光光度計(日立テクノシステム社製 U−4100)で、走査速度300nm/分で測定し、波長が250nm及び300nmの光透過率を評価した。焼結物にクラックなどが生じ、測定できなかった場合は「測定不可」と記載した。
[Transmissivity]
The sample molded under the same conditions as the moldability evaluation was degreased by heating at 1,000 ° C. for 2 hours, and then heated at 1,650 ° C. for 10 minutes using a firing furnace (VESTA manufactured by Shimadzu Access Corp.) Sintered. The sintered sample was measured for transmittance in a light having a wavelength in the range of 200 to 800 nm with an ultraviolet-visible light spectrophotometer (U-4100, manufactured by Hitachi Technosystem) at a scanning speed of 300 nm / min, and the wavelength was 250 nm. And a light transmittance of 300 nm was evaluated. When the sintered product was cracked and could not be measured, it was described as “not measurable”.

[外観]
透過率の評価で用いた焼結後のサンプルについて、外観を目視にて評価し、色調、透明性、クラックの有無などを評価した。無色透明でクラックがない場合は、「無色透明」と記載し、何か異常がある場合はその旨表3、4記載した。
[appearance]
About the sample after sintering used by evaluation of the transmittance | permeability, the external appearance was evaluated visually and color tone, transparency, the presence or absence of a crack, etc. were evaluated. When it was colorless and transparent and there was no crack, it was described as “colorless and transparent”, and when there was something abnormal, Tables 3 and 4 were described.

[焼結後の不純物量]
焼結後の金属不純物量をICP−OES(Agilent社 730−ES ICP−OES)で測定した。サンプル0.3gをフッ酸及び硝酸で溶解後、該溶液を加熱乾固させ、該乾固物に対して、濃硝酸0.5mL及び適量の水を加えて加熱濃縮し、再度水で2mLに定容し測定用溶液を調製した。得られた測定値から、絶対検量線法によってAl,Fe,Na量を定量した。その結果を表3、表4に示す。
[Amount of impurities after sintering]
The amount of metal impurities after sintering was measured by ICP-OES (Agilent 730-ES ICP-OES). After dissolving 0.3 g of a sample with hydrofluoric acid and nitric acid, the solution is heated to dryness, 0.5 mL of concentrated nitric acid and an appropriate amount of water are added to the dried product, and the mixture is heated and concentrated, and again to 2 mL with water. The solution was measured at a constant volume. From the obtained measured values, the amounts of Al, Fe and Na were quantified by the absolute calibration curve method. The results are shown in Tables 3 and 4.

Figure 2018203572
Figure 2018203572

Figure 2018203572
Figure 2018203572

表3に示されるように、実施例1〜15で作製した透明シリカガラスは、成形性がよく、くすみなどがなく高透明であり、容易に製造することができた。   As shown in Table 3, the transparent silica glass produced in Examples 1 to 15 had good moldability, was free from dullness, was highly transparent, and could be easily produced.

表2、表4に示されるように、粘度が10,000mPa・sを超える比較例1〜7では、焼結時に樹脂とシリカが密に存在しないために透過率が低かったり、成形性が非常に悪く、クラックや未充填が発生したりした。また、メチルセルロースを使用した比較例8、及びPVAを使用した比較例9〜11では、透過率が低かった。   As shown in Tables 2 and 4, in Comparative Examples 1 to 7, the viscosity of which exceeds 10,000 mPa · s, the resin and silica do not exist densely during sintering, so the transmittance is low and the moldability is very high The cracks and unfilling occurred. Moreover, the transmittance | permeability was low in the comparative example 8 which used methylcellulose, and the comparative examples 9-11 which used PVA.

以上のことから、本発明であれば、このようなくすみなどがなく高透明な透明シリカガラスを容易に製造することができることが明らかになった。   From the above, it has been clarified that according to the present invention, a highly transparent transparent silica glass without such dullness can be easily produced.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has any configuration that has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention and that exhibits the same effects. Are included in the technical scope.

Claims (9)

下記(A)成分及び(B)成分;
(A)平均粒径が0.01〜150μmであり、かつアスペクト比が1.00〜1.50である球状シリカ粒子:80〜99.9質量部
(B)23℃における屈折率が1.40〜1.55であり、23℃における粘度が0.1〜10,000mPa・sであり、ヒドロシリル化反応触媒を含むオルガノポリシロキサン組成物:0.1〜20質量部
を含む組成物の焼結体であることを特徴とする透明シリカガラス。
The following (A) component and (B) component;
(A) Spherical silica particles having an average particle diameter of 0.01 to 150 μm and an aspect ratio of 1.00 to 1.50: 80 to 99.9 parts by mass (B) The refractive index at 23 ° C. is 1. An organopolysiloxane composition having a viscosity of 40 to 1.55 and a viscosity at 23 ° C. of 0.1 to 10,000 mPa · s and containing a hydrosilylation reaction catalyst: baking of a composition containing 0.1 to 20 parts by mass A transparent silica glass characterized by being a ligated body.
前記(B)成分が、下記(B1)成分、(B2)成分、及び(B3)成分;
(B1)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合したアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン
(B2)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子を有するオルガノポリシロキサン:前記(B1)成分中のアルケニル基の総数に対して、前記(B2)成分中のケイ素原子に結合した水素原子の総数が0.5〜8.0であるような量
(B3)ヒドロシリル化反応触媒:触媒量
を含むオルガノポリシロキサン組成物であることを特徴とする請求項1に記載の透明シリカガラス。
The component (B) is the following component (B1), component (B2), and component (B3);
(B1) Organopolysiloxane having an alkenyl group bonded to two or more silicon atoms in one molecule (B2) Organopolysiloxane having a hydrogen atom bonded to two or more silicon atoms in one molecule: (B1 ) An amount such that the total number of hydrogen atoms bonded to silicon atoms in the component (B2) is 0.5 to 8.0 with respect to the total number of alkenyl groups in the component (B3) Hydrosilylation reaction catalyst: catalyst The transparent silica glass according to claim 1, which is an organopolysiloxane composition containing an amount.
前記(B1)〜(B3)成分が、
(B1)下記式(1)
Figure 2018203572
(式中、Rは独立して炭素数1〜10の1価炭化水素基であり、Rのうち2個以上は炭素数2〜10のアルケニル基であり、aは0〜0.7、bは0〜0.9、cは0〜0.99、dは0.05〜0.7であり、但しa+b+c+d=1.0である。)
で示されるアルケニル基含有オルガノポリシロキサン
(B2)下記平均組成式(2)
Figure 2018203572
(式中、Rは独立して炭素数1〜7の1価飽和炭化水素基及び炭素数6〜7の芳香族炭化水素基から選ばれる基であり、eは0.6〜2.0、fは0.4〜1.0の正数であり、但しe+f=1.0〜2.5である。)
で示され、1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子を有するハイドロジェンオルガノポリシロキサン
(B3)白金族金属系触媒
であることを特徴とする請求項2に記載の透明シリカガラス。
The components (B1) to (B3) are
(B1) The following formula (1)
Figure 2018203572
(In the formula, R 1 is independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, two or more of R 1 are alkenyl groups having 2 to 10 carbon atoms, and a is 0 to 0.7. B is 0 to 0.9, c is 0 to 0.99, and d is 0.05 to 0.7, provided that a + b + c + d = 1.0.
(B2) The following average composition formula (2)
Figure 2018203572
(In the formula, R 2 is independently a group selected from a monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 7 carbon atoms and an aromatic hydrocarbon group having 6 to 7 carbon atoms, and e is 0.6 to 2.0. , F is a positive number of 0.4 to 1.0, where e + f = 1.0 to 2.5.)
The transparent silica glass according to claim 2, which is a hydrogen organopolysiloxane having a hydrogen atom bonded to two or more silicon atoms in one molecule (B3) a platinum group metal catalyst. .
前記(B)成分が、空気中で最高温度を1,000℃にしてJIS K 7120:1987記載の方法で測定したTGA分析における残分率が40%以上のものであることを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか一項に記載の透明シリカガラス。   The component (B) has a residual rate of 40% or more in TGA analysis measured by the method described in JIS K 7120: 1987 at a maximum temperature of 1,000 ° C. in air. The transparent silica glass according to any one of claims 1 to 3. 下記(A)成分及び(B)成分;
(A)平均粒径が0.01〜150μmであり、かつアスペクト比が1.00〜1.50である球状シリカ粒子:80〜99.9質量部
(B)23℃における屈折率が1.40〜1.55であり、23℃における粘度が0.1〜10,000mPa・sであり、ヒドロシリル化反応触媒を含むオルガノポリシロキサン組成物:0.1〜20質量部
を含む組成物を調製する工程の後に、該組成物を成形し、成形体を形成する工程、次いで、該成形体を400〜1,200℃で10分間〜12時間加熱し、脱脂する工程、さらに、該脱脂した成形体を1,400〜1,800℃で1〜60分間加熱し、焼結する工程を有することを特徴とする透明シリカガラスの製造方法。
The following (A) component and (B) component;
(A) Spherical silica particles having an average particle diameter of 0.01 to 150 μm and an aspect ratio of 1.00 to 1.50: 80 to 99.9 parts by mass (B) The refractive index at 23 ° C. is 1. Organopolysiloxane composition having a viscosity of 40 to 1.55 and a viscosity at 23 ° C. of 0.1 to 10,000 mPa · s and containing a hydrosilylation reaction catalyst: A composition containing 0.1 to 20 parts by mass is prepared. After the step of forming, the step of forming the composition to form a molded body, then the step of heating the molded body at 400 to 1,200 ° C. for 10 minutes to 12 hours to degrease, and the degreased molding A method for producing a transparent silica glass, comprising a step of heating and sintering a body at 1,400 to 1,800 ° C. for 1 to 60 minutes.
前記(B)成分として、下記(B1)成分、(B2)成分、及び(B3)成分;
(B1)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合したアルケニル基を有するオルガノポリシロキサン
(B2)1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子を有するオルガノポリシロキサン:前記(B1)成分中のアルケニル基の総数に対して、前記(B2)成分中のケイ素原子に結合した水素原子の総数が0.5〜8.0であるような量
(B3)ヒドロシリル化反応触媒:触媒量
を含むオルガノポリシロキサン組成物を用いることを特徴とする請求項5に記載の透明シリカガラスの製造方法。
As the component (B), the following component (B1), component (B2), and component (B3);
(B1) Organopolysiloxane having an alkenyl group bonded to two or more silicon atoms in one molecule (B2) Organopolysiloxane having a hydrogen atom bonded to two or more silicon atoms in one molecule: (B1 ) An amount such that the total number of hydrogen atoms bonded to silicon atoms in the component (B2) is 0.5 to 8.0 with respect to the total number of alkenyl groups in the component (B3) Hydrosilylation reaction catalyst: catalyst 6. The method for producing a transparent silica glass according to claim 5, wherein an organopolysiloxane composition containing the amount is used.
前記(B1)〜(B3)成分として、
(B1)下記式(1)
Figure 2018203572
(式中、Rは独立して炭素数1〜10の1価炭化水素基であり、Rのうち2個以上は炭素数2〜10のアルケニル基であり、aは0〜0.7、bは0〜0.9、cは0〜0.99、dは0.05〜0.7であり、但しa+b+c+d=1.0である。)
で示されるアルケニル基含有オルガノポリシロキサン
(B2)下記平均組成式(2)
Figure 2018203572
(式中、Rは独立して炭素数1〜7の1価飽和炭化水素基及び炭素数6〜7の芳香族炭化水素基から選ばれる基であり、eは0.6〜2.0、fは0.4〜1.0の正数であり、但しe+f=1.0〜2.5である。)
で示され、1分子中に2個以上のケイ素原子に結合した水素原子を有するハイドロジェンオルガノポリシロキサン
(B3)白金族金属系触媒
を用いることを特徴とする請求項6に記載の透明シリカガラスの製造方法。
As the components (B1) to (B3),
(B1) The following formula (1)
Figure 2018203572
(In the formula, R 1 is independently a monovalent hydrocarbon group having 1 to 10 carbon atoms, two or more of R 1 are alkenyl groups having 2 to 10 carbon atoms, and a is 0 to 0.7. B is 0 to 0.9, c is 0 to 0.99, and d is 0.05 to 0.7, provided that a + b + c + d = 1.0.
(B2) The following average composition formula (2)
Figure 2018203572
(In the formula, R 2 is independently a group selected from a monovalent saturated hydrocarbon group having 1 to 7 carbon atoms and an aromatic hydrocarbon group having 6 to 7 carbon atoms, and e is 0.6 to 2.0. , F is a positive number of 0.4 to 1.0, where e + f = 1.0 to 2.5.)
The transparent organosilica glass according to claim 6, wherein a hydrogen organopolysiloxane (B3) platinum group metal catalyst having a hydrogen atom bonded to two or more silicon atoms in one molecule is used. Manufacturing method.
前記焼結工程の前に、塩化水素ガス雰囲気下で、前記成形体を1,000〜1,500℃で0.5〜5時間加熱し、純化する工程を含むことを特徴とする請求項5から請求項7のいずれか一項に記載の透明シリカガラスの製造方法。   6. The step of heating and purifying the compact at 1,000 to 1,500 ° C. for 0.5 to 5 hours in a hydrogen chloride gas atmosphere before the sintering step. The manufacturing method of the transparent silica glass as described in any one of Claim 7 from. 前記(B)成分として、空気中で最高温度を1,000℃にしてJIS K 7120:1987記載の方法で測定したTGA分析における残分率が40%以上のものを用いることを特徴とする請求項5から請求項8のいずれか一項に記載の透明シリカガラスの製造方法。   The component (B) is a component having a residual rate of 40% or more in TGA analysis measured by the method described in JIS K 7120: 1987 at a maximum temperature of 1,000 ° C. in air. The manufacturing method of the transparent silica glass as described in any one of Claims 5-8.
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