JP2617822B2 - 非焼結状クリストバライト粒子の製造方法 - Google Patents
非焼結状クリストバライト粒子の製造方法Info
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、非焼結状クリストバラ
イト粒子の製造方法に関する。
イト粒子の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に透明石英ガラスは、シリカ粒子を
加熱溶融しガラス化して製造される。その加熱溶融の方
式として、アルゴン−酸素プラズマ炎または酸水素炎中
で溶融させるベルヌーイ法、あるいは容器に充填したシ
リカを高真空下で加熱溶融する真空熔融法などがある。
従来より透明石英ガラスの原料としては天然水晶が用い
られている。しかし、半導体分野において LSIの集積度
が高まるに伴い使用する原材料に対する高純度化の要求
が厳しくなっているが、良質の天然水晶は枯渇しつつあ
る。その対策として天然水晶を合成高純度シリカで代替
しようとする検討が行われている。しかし、前記の方法
において原料として非晶質合成高純度シリカを用いた場
合には、高純度化は可能であるが気泡の完全な除去は極
めて困難で、得られた石英ガラスは多くの気泡を有する
という問題点がある。これは原料シリカの多孔質性と緻
密度の不足に起因すると考えられている。この問題の解
決策の一つとして、非晶質合成シリカをより緻密な構造
を有するクリストバライトに転化させてから用いること
が提案されている。(たとえば、特開昭61-58822号, 特
開昭61-58823号公報など).
加熱溶融しガラス化して製造される。その加熱溶融の方
式として、アルゴン−酸素プラズマ炎または酸水素炎中
で溶融させるベルヌーイ法、あるいは容器に充填したシ
リカを高真空下で加熱溶融する真空熔融法などがある。
従来より透明石英ガラスの原料としては天然水晶が用い
られている。しかし、半導体分野において LSIの集積度
が高まるに伴い使用する原材料に対する高純度化の要求
が厳しくなっているが、良質の天然水晶は枯渇しつつあ
る。その対策として天然水晶を合成高純度シリカで代替
しようとする検討が行われている。しかし、前記の方法
において原料として非晶質合成高純度シリカを用いた場
合には、高純度化は可能であるが気泡の完全な除去は極
めて困難で、得られた石英ガラスは多くの気泡を有する
という問題点がある。これは原料シリカの多孔質性と緻
密度の不足に起因すると考えられている。この問題の解
決策の一つとして、非晶質合成シリカをより緻密な構造
を有するクリストバライトに転化させてから用いること
が提案されている。(たとえば、特開昭61-58822号, 特
開昭61-58823号公報など).
【０００３】前記の方法により非晶質合成シリカを用い
ても気泡のない透明石英ガラスを得ることができる。し
かし従来の方法においては、非晶質合成シリカをクリス
トバライトに転化させるに際して多くのアルカリ金属成
分を添加しており、ガラス化した後にもかなりのアルカ
リ金属成分が残存するので、高純度石英ガラスとしては
品質上の問題がある。アルカリ成分は除去が困難であ
り、長時間にわたる加熱処理を要する。また、従来の方
法で得られるクリストバライトは、焼結体として得られ
るので、そのままではベルヌーイ法の原料として用いる
のに適さないという問題点がある。
ても気泡のない透明石英ガラスを得ることができる。し
かし従来の方法においては、非晶質合成シリカをクリス
トバライトに転化させるに際して多くのアルカリ金属成
分を添加しており、ガラス化した後にもかなりのアルカ
リ金属成分が残存するので、高純度石英ガラスとしては
品質上の問題がある。アルカリ成分は除去が困難であ
り、長時間にわたる加熱処理を要する。また、従来の方
法で得られるクリストバライトは、焼結体として得られ
るので、そのままではベルヌーイ法の原料として用いる
のに適さないという問題点がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、緻密
性に優れた、焼結体でない粒子状のクリストバライトを
効率良く、しかも経済的に製造する方法を提供すること
にある。
性に優れた、焼結体でない粒子状のクリストバライトを
効率良く、しかも経済的に製造する方法を提供すること
にある。
【０００５】本発明の方法では、原料の非晶質シリカ中
にアルカリ金属を実質的に存在させることなくクリスト
バライト化させるので、得られたクリストバライトはア
ルカリ成分の含有率が小さく脱アルカリ処理を要しな
い。また、本発明の方法によれば、クリストバライトを
焼結体でなく粒子状で得ることができるので、得られた
クリストバライトは、粉砕処理を要することなくそのま
ま、たとえば、ベルヌーイ法による透明石英ガラスを得
るための原料として用いることができる。
にアルカリ金属を実質的に存在させることなくクリスト
バライト化させるので、得られたクリストバライトはア
ルカリ成分の含有率が小さく脱アルカリ処理を要しな
い。また、本発明の方法によれば、クリストバライトを
焼結体でなく粒子状で得ることができるので、得られた
クリストバライトは、粉砕処理を要することなくそのま
ま、たとえば、ベルヌーイ法による透明石英ガラスを得
るための原料として用いることができる。
【０００６】本発明の方法において、用いられる原料シ
リカを適宜に選択すれば、不純物の含有量が極めて少な
く、且つ非焼結状の高純度クリストバライト粒子を得る
ことができる。また、本発明の方法は、用途に応じて種
々の元素を含有する多成分系非晶質シリカを、焼結体で
ない、緻密性に優れた粒子とする方法として用いること
もできる。
リカを適宜に選択すれば、不純物の含有量が極めて少な
く、且つ非焼結状の高純度クリストバライト粒子を得る
ことができる。また、本発明の方法は、用途に応じて種
々の元素を含有する多成分系非晶質シリカを、焼結体で
ない、緻密性に優れた粒子とする方法として用いること
もできる。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来の方
法における前述のような問題点を改善するため鋭意研究
し、非晶質シリカ粒子をクリストバライト粒子の存在下
で加熱することによって、アルカリ金属を実質的に存在
させることなしに、非晶質シリカ粒子を焼結体でなく意
外にも粉体の状態でクリストバライト化させ得ることを
見出し、本発明を完成した。
法における前述のような問題点を改善するため鋭意研究
し、非晶質シリカ粒子をクリストバライト粒子の存在下
で加熱することによって、アルカリ金属を実質的に存在
させることなしに、非晶質シリカ粒子を焼結体でなく意
外にも粉体の状態でクリストバライト化させ得ることを
見出し、本発明を完成した。
【０００８】本発明は「１２００℃で４時間加熱したと
きの重量減少率が１％以下の非凝集非晶質シリカを加熱
してクリストバライト化するにあたり、非晶質シリカ粒
子を、その１００重量部あたり少なくとも５重量部のク
リストバライト粒子の存在下で温度１，４００〜１，７
００℃の範囲において加熱処理することにより、粒子状
でクリストバライト化させることを特徴とする非焼結状
クリストバライト粒子の製造方法」を要旨とする。
きの重量減少率が１％以下の非凝集非晶質シリカを加熱
してクリストバライト化するにあたり、非晶質シリカ粒
子を、その１００重量部あたり少なくとも５重量部のク
リストバライト粒子の存在下で温度１，４００〜１，７
００℃の範囲において加熱処理することにより、粒子状
でクリストバライト化させることを特徴とする非焼結状
クリストバライト粒子の製造方法」を要旨とする。
【０００９】以下、本発明について詳述する。 ・工程-1：（加熱用原料調製工程）原料の非晶質シリカ
粒子と、その 100重量部あたり少なくとも５重量部のク
リストバライト粒子とを混合して、加熱用原料を調製す
る。 ・工程-2：（クリストバライト化工程）所定量比のクリ
ストバライト粒子と混合して得られた加熱用原料として
の非晶質シリカ粒子を、温度1400〜1700℃の範囲で一段
階で加熱処理し、部分的ないしは完全にクリストバライ
ト化されたシリカを非焼結状態の粒子状で得る。
粒子と、その 100重量部あたり少なくとも５重量部のク
リストバライト粒子とを混合して、加熱用原料を調製す
る。 ・工程-2：（クリストバライト化工程）所定量比のクリ
ストバライト粒子と混合して得られた加熱用原料として
の非晶質シリカ粒子を、温度1400〜1700℃の範囲で一段
階で加熱処理し、部分的ないしは完全にクリストバライ
ト化されたシリカを非焼結状態の粒子状で得る。
【００１０】以下、各工程について順次説明する。 〔工程-1：（加熱用原料調製工程）〕本発明の方法で用
いられる原料の非晶質シリカは、その製法は限定され
ず、何れの方法で得られたものであってもよい。
いられる原料の非晶質シリカは、その製法は限定され
ず、何れの方法で得られたものであってもよい。
【００１１】本発明の方法で用いられる非晶質シリカの
粒径は特に限定されないが、得られたクリストバライト
化シリカを火焔溶融法による透明石英ガラス製造用原料
とする場合には、粒径が小さ過ぎると操作性や生産性の
点で問題を生じ、また、粒径が大き過ぎると均質な溶融
が困難となるので、実用上からは10μｍ以上、好ましく
は20μｍ〜５mm、更に好ましくは50〜400 μｍの範囲が
よい。
粒径は特に限定されないが、得られたクリストバライト
化シリカを火焔溶融法による透明石英ガラス製造用原料
とする場合には、粒径が小さ過ぎると操作性や生産性の
点で問題を生じ、また、粒径が大き過ぎると均質な溶融
が困難となるので、実用上からは10μｍ以上、好ましく
は20μｍ〜５mm、更に好ましくは50〜400 μｍの範囲が
よい。
【００１２】半導体分野に用いられる透明石英ガラス製
造用の原料シリカは、不純物ができるだけ少ない方がよ
く、Al,P,B, アルカリ金属元素, Ti,Cr,Fe,Cu,Moなどの
遷移金属元素などの含有率が、それぞれ１ppm 以下であ
ることが望まれている。
造用の原料シリカは、不純物ができるだけ少ない方がよ
く、Al,P,B, アルカリ金属元素, Ti,Cr,Fe,Cu,Moなどの
遷移金属元素などの含有率が、それぞれ１ppm 以下であ
ることが望まれている。
【００１３】従来から用いられてきた天然水晶は、一般
にAlの含有率が高く、通常 10 ppm を超える。Alは難除
去性の元素であり、熱処理・酸抽出等の手段によっても
除くことが困難である。従って、Al含有率の少ない合成
シリカは、半導体分野向けの高純度石英ガラス製造用原
料として有利である。
にAlの含有率が高く、通常 10 ppm を超える。Alは難除
去性の元素であり、熱処理・酸抽出等の手段によっても
除くことが困難である。従って、Al含有率の少ない合成
シリカは、半導体分野向けの高純度石英ガラス製造用原
料として有利である。
【００１４】このようなことから、本発明の方法で用い
られる非晶質シリカは、Al, Ti, アルカリ金属各元素の
含有率が、それぞれ１ppm以下であるものであることが
望ましい。このようなシリカは、本発明者らが先に提案
した、例えば、特開昭62- 3011号, 特開昭62- 3012号,
特開昭62- 283809号, 特開昭62- 283810号各公報記載の
方法によって得ることができる。すなわち、粘度が 2〜
500 ポイズの範囲であるアルカリ珪酸塩水溶液を、孔径
１mm以下のノズルを通して水溶性有機媒体または濃度４
規定以下の酸溶液からなる凝固浴中に押し出して凝固さ
せ、得られた繊維状ないし柱状のゲルを酸を含む液で処
理した後、次いで水洗して不純物を抽出除去することに
よって、または、このようにして得られたシリカを、更
に1000℃以上の温度で加熱処理することによって得るこ
とができる。
られる非晶質シリカは、Al, Ti, アルカリ金属各元素の
含有率が、それぞれ１ppm以下であるものであることが
望ましい。このようなシリカは、本発明者らが先に提案
した、例えば、特開昭62- 3011号, 特開昭62- 3012号,
特開昭62- 283809号, 特開昭62- 283810号各公報記載の
方法によって得ることができる。すなわち、粘度が 2〜
500 ポイズの範囲であるアルカリ珪酸塩水溶液を、孔径
１mm以下のノズルを通して水溶性有機媒体または濃度４
規定以下の酸溶液からなる凝固浴中に押し出して凝固さ
せ、得られた繊維状ないし柱状のゲルを酸を含む液で処
理した後、次いで水洗して不純物を抽出除去することに
よって、または、このようにして得られたシリカを、更
に1000℃以上の温度で加熱処理することによって得るこ
とができる。
【００１５】また、四塩化珪素ないしは珪酸アルコキシ
ドを原料として得られた非晶質シリカを用いることもで
きる。
ドを原料として得られた非晶質シリカを用いることもで
きる。
【００１６】なお、必要により、原料として用いるシリ
カの粒度の調整を行う場合には、通常の粉砕装置−たと
えば、ポットミル, チューブミル,コニカルボールミル
またはコンパートメントミルなどの転動ボールミル、振
動ボールミル、または塔式粉砕機, 撹拌槽型ミルなどの
媒体撹拌ミルなどを用いることができ、好ましくは、転
動ボールミル, 振動ボールミルが用いられる。
カの粒度の調整を行う場合には、通常の粉砕装置−たと
えば、ポットミル, チューブミル,コニカルボールミル
またはコンパートメントミルなどの転動ボールミル、振
動ボールミル、または塔式粉砕機, 撹拌槽型ミルなどの
媒体撹拌ミルなどを用いることができ、好ましくは、転
動ボールミル, 振動ボールミルが用いられる。
【００１７】砕料と接触する粉砕装置要部または必要に
応じて用いるボール,ロッドなどの粉砕媒体の材質は通
常の場合、アルミナ, ジルコニア,プラスチック被覆鋼,
炭化ケイ素または窒化ケイ素などから、また、アルミ
ニウム, ジルコニウムなどの混入が好ましくない場合に
は、石英ガラス, 溶融石英, 水晶, 瑪瑙または珪石など
の珪酸質材料の中から、それぞれ適宜選択すればよい。
応じて用いるボール,ロッドなどの粉砕媒体の材質は通
常の場合、アルミナ, ジルコニア,プラスチック被覆鋼,
炭化ケイ素または窒化ケイ素などから、また、アルミ
ニウム, ジルコニウムなどの混入が好ましくない場合に
は、石英ガラス, 溶融石英, 水晶, 瑪瑙または珪石など
の珪酸質材料の中から、それぞれ適宜選択すればよい。
【００１８】なお、必要に応じて用いるボールなどの剛
体からなる粉砕媒体の大きさは、直径が 0.5〜50mmの範
囲、好ましくは10〜40mmの範囲である。
体からなる粉砕媒体の大きさは、直径が 0.5〜50mmの範
囲、好ましくは10〜40mmの範囲である。
【００１９】本発明の方法では、非晶質シリカ粒子を、
その 100重量部あたり少なくとも５重量部のクリストバ
ライト粒子の存在下で加熱処理する。
その 100重量部あたり少なくとも５重量部のクリストバ
ライト粒子の存在下で加熱処理する。
【００２０】以下、本明細書において、非晶質シリカ粒
子に添加・混合するクリストバライト粒子を添加混合用
クリストバライト粒子という。非晶質シリカ粒子 100重
量部あたりの添加混合用クリストバライト粒子の量比が
５重量部未満であると、非晶質シリカ粒子同士の接触の
機会が多く加熱処理によって塊状の焼結体となり、本発
明が目的とする非焼結状クリストバライト粒子を得るこ
とができない。なお、添加混合用クリストバライト粒子
の量比を高めると非焼結状クリストバライト粒子は得ら
れやすくなるが、反面、クリストバライト化すべき原料
非晶質シリカ粒子の割合が相対的に低くなる。よって、
添加混合用クリストバライト粒子の量比を過大にするこ
とは、生産効率の点からは得策でない。
子に添加・混合するクリストバライト粒子を添加混合用
クリストバライト粒子という。非晶質シリカ粒子 100重
量部あたりの添加混合用クリストバライト粒子の量比が
５重量部未満であると、非晶質シリカ粒子同士の接触の
機会が多く加熱処理によって塊状の焼結体となり、本発
明が目的とする非焼結状クリストバライト粒子を得るこ
とができない。なお、添加混合用クリストバライト粒子
の量比を高めると非焼結状クリストバライト粒子は得ら
れやすくなるが、反面、クリストバライト化すべき原料
非晶質シリカ粒子の割合が相対的に低くなる。よって、
添加混合用クリストバライト粒子の量比を過大にするこ
とは、生産効率の点からは得策でない。
【００２１】このようなことから、原料非晶質シリカ粒
子 100重量部あたりの添加混合用クリストバライト粒子
の量比は５〜400 重量部、好ましくは10〜100 重量部、
更に好ましくは20〜70重量部の範囲がよい。
子 100重量部あたりの添加混合用クリストバライト粒子
の量比は５〜400 重量部、好ましくは10〜100 重量部、
更に好ましくは20〜70重量部の範囲がよい。
【００２２】本発明の方法において用いられる、非晶質
シリカ粒子への添加混合用クリストバライト粒子は、そ
の製法は限定されず、何れの方法で得られたものであっ
てもよい。
シリカ粒子への添加混合用クリストバライト粒子は、そ
の製法は限定されず、何れの方法で得られたものであっ
てもよい。
【００２３】添加混合用クリストバライト粒子は、その
粒径が５mm以下であることがよい。粒径が小さい程非晶
質シリカ粒子との接触面積が増えるので、添加量を低減
することができる。なお、粒径が10μｍ未満の微粒子は
凝集する傾向があり、このような微粒子のみでは焼結防
止効果が低下する。このようなことから添加混合用クリ
ストバライト粒子としては、その粒径が10μｍ未満の微
粒を含んでいてもよいが、好ましくは10〜400 μｍ、更
に好ましくは10〜 200μｍの範囲がよい。
粒径が５mm以下であることがよい。粒径が小さい程非晶
質シリカ粒子との接触面積が増えるので、添加量を低減
することができる。なお、粒径が10μｍ未満の微粒子は
凝集する傾向があり、このような微粒子のみでは焼結防
止効果が低下する。このようなことから添加混合用クリ
ストバライト粒子としては、その粒径が10μｍ未満の微
粒を含んでいてもよいが、好ましくは10〜400 μｍ、更
に好ましくは10〜 200μｍの範囲がよい。
【００２４】また、添加混合用クリストバライト粒子の
不純物は、その用途によって原料の非晶質シリカ粒子と
同様に、Al, Ti, アルカリ金属各元素の含有率がそれぞ
れ１ppm 以下であることが望ましい。このようなクリス
トバライトは、本発明者らが先に提案した、たとえば、
特開昭63- 233008号公報記載の方法によって得ることが
できる。
不純物は、その用途によって原料の非晶質シリカ粒子と
同様に、Al, Ti, アルカリ金属各元素の含有率がそれぞ
れ１ppm 以下であることが望ましい。このようなクリス
トバライトは、本発明者らが先に提案した、たとえば、
特開昭63- 233008号公報記載の方法によって得ることが
できる。
【００２５】本発明の方法において、原料の非晶質シリ
カ粒子をクリストバライト粒子の存在下で加熱処理する
にあたり、非晶質シリカ粒子に所定量のクリストバライ
ト粒子を添加・混合し加熱処理する。
カ粒子をクリストバライト粒子の存在下で加熱処理する
にあたり、非晶質シリカ粒子に所定量のクリストバライ
ト粒子を添加・混合し加熱処理する。
【００２６】本発明の方法で用いる非晶質シリカは、た
とえば乾燥あるいは焼成などの予備加熱処理を施すこと
によって、付着水を実質的に除き、シラーノール基の含
有率を低減させたものである。原料としての非晶質シリ
カの水分含有率を低減させることは、クリストバライト
化工程における加熱処理の際の炉材の劣化や生産性の低
下を防止するだけでなく、更にシラノール基の含有率を
低減させることによって、非晶質シリカの焼結開始温度
を高温側に移行させることができ、焼結体の形成防止に
有効である。
とえば乾燥あるいは焼成などの予備加熱処理を施すこと
によって、付着水を実質的に除き、シラーノール基の含
有率を低減させたものである。原料としての非晶質シリ
カの水分含有率を低減させることは、クリストバライト
化工程における加熱処理の際の炉材の劣化や生産性の低
下を防止するだけでなく、更にシラノール基の含有率を
低減させることによって、非晶質シリカの焼結開始温度
を高温側に移行させることができ、焼結体の形成防止に
有効である。
【００２７】シラノール基濃度の簡便な基準として、非
晶質シリカ粒子を、温度1200℃で４時間加熱焼成したと
きの重量減少率 (焼成シリカ基準; 以下, 重量減少率 <
1200℃×4H> と記載する）を用いることができる。本発
明の効果を更に高めるために、本発明の方法において
は、その重量減少率＜1200℃×4H> が１％以下、好まし
くは 0.5％以下、更に好ましくは 0.1％以下である非晶
質シリカ粒子を用いるとよい。このような非晶質シリカ
粒子は、1000〜1300℃の温度領域で予備加熱処理を施す
ことによって得ることができる。
晶質シリカ粒子を、温度1200℃で４時間加熱焼成したと
きの重量減少率 (焼成シリカ基準; 以下, 重量減少率 <
1200℃×4H> と記載する）を用いることができる。本発
明の効果を更に高めるために、本発明の方法において
は、その重量減少率＜1200℃×4H> が１％以下、好まし
くは 0.5％以下、更に好ましくは 0.1％以下である非晶
質シリカ粒子を用いるとよい。このような非晶質シリカ
粒子は、1000〜1300℃の温度領域で予備加熱処理を施す
ことによって得ることができる。
【００２８】〔工程-2:(クリストバライト化工程）〕所
定量比のクリストバライト粒子と混合された非晶質シリ
カ粒子を、温度1400〜1700℃、好ましくは1450〜1650
℃、更に好ましくは1500〜1600℃の範囲で加熱し、クリ
ストバライト化する。
定量比のクリストバライト粒子と混合された非晶質シリ
カ粒子を、温度1400〜1700℃、好ましくは1450〜1650
℃、更に好ましくは1500〜1600℃の範囲で加熱し、クリ
ストバライト化する。
【００２９】本工程における加熱処理時間は、１時間以
上、好ましくは２〜30時間の範囲である。
上、好ましくは２〜30時間の範囲である。
【００３０】本発明の方法では、非晶質シリカのクリス
トバライト化を促進するためのアルカリ金属などの核形
成剤を用いていないので、温度の高い領域で加熱してク
リストバライト化させる。非晶質シリカのクリストバラ
イト化速度は加熱温度を高めれば大きくなるが、従来の
方法によりクリストバライト粒子を存在させることな
く、非晶質シリカを加熱処理した場合、1300℃を超える
温度領域ではシリカ粒子同士が表面で融着して強い焼結
性を示すようになり、得られるクリストバライトは固い
塊状の焼結体となる。
トバライト化を促進するためのアルカリ金属などの核形
成剤を用いていないので、温度の高い領域で加熱してク
リストバライト化させる。非晶質シリカのクリストバラ
イト化速度は加熱温度を高めれば大きくなるが、従来の
方法によりクリストバライト粒子を存在させることな
く、非晶質シリカを加熱処理した場合、1300℃を超える
温度領域ではシリカ粒子同士が表面で融着して強い焼結
性を示すようになり、得られるクリストバライトは固い
塊状の焼結体となる。
【００３１】このような焼結体状クリストバライトは、
これを、たとえば火焔溶融法による透明石英ガラス製造
用原料とする場合には再粉砕を必要とする。この際に、
粉砕機からの不純物が混入し、また粉砕処理によって生
じた新たな破断面は不安定な構造となる。このようなク
リストバライトを溶融して得られる石英ガラスは、多く
の気泡を有し、不純物の含有率が高くなるので品質面で
好ましくない。
これを、たとえば火焔溶融法による透明石英ガラス製造
用原料とする場合には再粉砕を必要とする。この際に、
粉砕機からの不純物が混入し、また粉砕処理によって生
じた新たな破断面は不安定な構造となる。このようなク
リストバライトを溶融して得られる石英ガラスは、多く
の気泡を有し、不純物の含有率が高くなるので品質面で
好ましくない。
【００３２】クリストバライトがその融点である1725℃
以下の温度領域では焼結しないことは知られている。し
かしながら、非晶質シリカ粒子に対して僅かの量比のク
リストバライト粒子を存在させることによって、非晶質
シリカ粒子の焼結を防ぐ効果が得られることは予想外の
ことであった。本発明の方法において、原料非晶質シリ
カ粒子と混合されたクリストバライト粒子は、非晶質シ
リカ粒子をクリストバライト化するための加熱処理の際
に、非晶質シリカ粒子同士が直接接触する機会を低減さ
せる作用効果をもたらすものと考えられる。
以下の温度領域では焼結しないことは知られている。し
かしながら、非晶質シリカ粒子に対して僅かの量比のク
リストバライト粒子を存在させることによって、非晶質
シリカ粒子の焼結を防ぐ効果が得られることは予想外の
ことであった。本発明の方法において、原料非晶質シリ
カ粒子と混合されたクリストバライト粒子は、非晶質シ
リカ粒子をクリストバライト化するための加熱処理の際
に、非晶質シリカ粒子同士が直接接触する機会を低減さ
せる作用効果をもたらすものと考えられる。
【００３３】加熱処理を行う際に原料シリカを保持する
容器の材質としては、高温に耐え、しかも、バインダー
や焼結助剤を含まないものであることが望ましい。特
に、石英製のものが好ましい。
容器の材質としては、高温に耐え、しかも、バインダー
や焼結助剤を含まないものであることが望ましい。特
に、石英製のものが好ましい。
【００３４】本発明の方法において加熱処理を行う際の
雰囲気としては、空気, 酸素, 炭酸ガスなどでもよい
し、また、窒素, アルゴン, ヘリウムなどの不活性ガス
を用いることもできる。また、真空状態で行うこともで
きる。
雰囲気としては、空気, 酸素, 炭酸ガスなどでもよい
し、また、窒素, アルゴン, ヘリウムなどの不活性ガス
を用いることもできる。また、真空状態で行うこともで
きる。
【００３５】加熱処理を行う際に用いる装置としては、
原料シリカを所定の温度に維持することができるもので
あればよく、管状炉, 箱型炉, トンネル炉などを使用す
ることができる。また、加熱方式としては、電熱, 燃焼
ガスなどによればよい。
原料シリカを所定の温度に維持することができるもので
あればよく、管状炉, 箱型炉, トンネル炉などを使用す
ることができる。また、加熱方式としては、電熱, 燃焼
ガスなどによればよい。
【００３６】
【実施例】以下、実施例および比較例により本発明の方
法を具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例
に限定されるものではない。
法を具体的に説明する。なお、本発明は、以下の実施例
に限定されるものではない。
【００３７】実施例-1. 1-1) 非晶質シリカ粒子の調製; 1-1-1) 乾燥シリカの
調製 JIS ３号水ガラスを加熱濃縮して、20℃における粘度を
300 cpsとした。この水ガラス約８ lをポンプで加圧
し、濾過器 (目開き70μｍ) を経てノズル (孔径0.2mm,
孔数50個) を通して、50℃に保持された８重量％硫酸
水溶液 300 lを入れた凝固浴中へ速度 0.7ｍ／秒で押し
出した。繊維状で得られたシリカを、10倍量の新たに調
製した８重量％硫酸水溶液中に浸漬して温度約95℃で約
１時間攪拌して不純物の抽出を行い、ついでシリカの10
倍量の純水を用いて２回洗浄した。上記の抽出・洗浄操
作を５回繰り返した後、遠心分離機で脱水して得られた
湿シリカを熱風乾燥機により温度 150℃で８時間乾燥
し、含水率 (焼成シリカ基準の重量減少率) が７重量％
である非晶質乾燥シリカ 3.7kgを得た。
調製 JIS ３号水ガラスを加熱濃縮して、20℃における粘度を
300 cpsとした。この水ガラス約８ lをポンプで加圧
し、濾過器 (目開き70μｍ) を経てノズル (孔径0.2mm,
孔数50個) を通して、50℃に保持された８重量％硫酸
水溶液 300 lを入れた凝固浴中へ速度 0.7ｍ／秒で押し
出した。繊維状で得られたシリカを、10倍量の新たに調
製した８重量％硫酸水溶液中に浸漬して温度約95℃で約
１時間攪拌して不純物の抽出を行い、ついでシリカの10
倍量の純水を用いて２回洗浄した。上記の抽出・洗浄操
作を５回繰り返した後、遠心分離機で脱水して得られた
湿シリカを熱風乾燥機により温度 150℃で８時間乾燥
し、含水率 (焼成シリカ基準の重量減少率) が７重量％
である非晶質乾燥シリカ 3.7kgを得た。
【００３８】1-1-2) 非晶質焼成シリカの調製 前記の乾燥シリカ２kgを石英製坩堝に入れ、電気炉を用
いて温度1250℃で２時間の予備加熱処理を行い、1.86kg
の非晶質焼成シリカを得た。この焼成シリカを、ナイロ
ン製ボールミルを用いて粉砕し、ナイロン製篩で分級し
て、粒径範囲75〜300 μｍの非晶質焼成分級シリカ粒子
1.37kgを得た。
いて温度1250℃で２時間の予備加熱処理を行い、1.86kg
の非晶質焼成シリカを得た。この焼成シリカを、ナイロ
ン製ボールミルを用いて粉砕し、ナイロン製篩で分級し
て、粒径範囲75〜300 μｍの非晶質焼成分級シリカ粒子
1.37kgを得た。
【００３９】1-2) 添加混合用クリストバライト粒子の
調製; 前記 1-1-1) のようにして得られた乾燥シリカ 1.7kg
を、焼成処理をしないほかは、前記 1-1-2) に準じて粉
砕・分級し、粒径範囲75〜300 μｍの乾燥分級シリカ粒
子 1.2kgを得た。温度50℃に保持した、1/10規定NaOH水
溶液35mlと純水4965mlとの混合液中に、上記乾燥分級シ
リカ粒子 1.2kgを浸漬し、50℃で撹拌しながら１時間ア
ルカリ含浸処理を行った。アルカリ含浸処理の後、遠心
分離機で液分を分離して得られたNa含浸シリカ(Na: 30
ppm)を 150℃で１夜乾燥した。このようにして得られた
Na含浸シリカ 326ｇを石英製ルツボに充填し、1200℃で
２時間加熱した後、温度1400℃で更に５時間加熱した。
得られたシリカは、粒径範囲60〜240 μｍの粒子状で、
真比重: 2.33、Ｘ線回折試験でクリストバライトである
ことが確認された。不純物含有率は、Al: 0.6ppm, Ti:
0.2 ppm, Na: 0.2 ppm,Ｋ: 0.1ppm以下、Li: 0.1ppm以
下であった。
調製; 前記 1-1-1) のようにして得られた乾燥シリカ 1.7kg
を、焼成処理をしないほかは、前記 1-1-2) に準じて粉
砕・分級し、粒径範囲75〜300 μｍの乾燥分級シリカ粒
子 1.2kgを得た。温度50℃に保持した、1/10規定NaOH水
溶液35mlと純水4965mlとの混合液中に、上記乾燥分級シ
リカ粒子 1.2kgを浸漬し、50℃で撹拌しながら１時間ア
ルカリ含浸処理を行った。アルカリ含浸処理の後、遠心
分離機で液分を分離して得られたNa含浸シリカ(Na: 30
ppm)を 150℃で１夜乾燥した。このようにして得られた
Na含浸シリカ 326ｇを石英製ルツボに充填し、1200℃で
２時間加熱した後、温度1400℃で更に５時間加熱した。
得られたシリカは、粒径範囲60〜240 μｍの粒子状で、
真比重: 2.33、Ｘ線回折試験でクリストバライトである
ことが確認された。不純物含有率は、Al: 0.6ppm, Ti:
0.2 ppm, Na: 0.2 ppm,Ｋ: 0.1ppm以下、Li: 0.1ppm以
下であった。
【００４０】1-3) 非晶質シリカ粒子のクリストバライ
ト化; 前記 1-1-2) のようにして得た非晶質焼成分級シリカ粒
子 140ｇと、1-2)のようにして得たクリストバライト粒
子60ｇとを混合し、石英製ルツボ (容量: １l)に充填し
て、アルゴン雰囲気中において1600℃で４時間加熱処理
した。なお、加熱処理に際しては、石英製ルツボの保持
具としてグラファイト製ルツボを用いた。得られたシリ
カは、粒径範囲75〜300 μｍの粒子状で、真比重: 2.3
3、Ｘ線回折試験でクリストバライトであることが確認
され、また、不純物含有率は、Al:0.2 ppm, Ti: 0.2 pp
m, Na: 0.1 ppm 以下、Ｋ: 0.1 ppm 以下、Li: 0.1 ppm
以下、Ｕ: 0.05 ppb以下であった。このようにして得
られたクリストバライト粒子を用いて、ベルヌーイ法で
石英ガラスのインゴットを作製したところ、得られたイ
ンゴットには気泡が認められず、不純物の少ない透明石
英ガラスが得られた。
ト化; 前記 1-1-2) のようにして得た非晶質焼成分級シリカ粒
子 140ｇと、1-2)のようにして得たクリストバライト粒
子60ｇとを混合し、石英製ルツボ (容量: １l)に充填し
て、アルゴン雰囲気中において1600℃で４時間加熱処理
した。なお、加熱処理に際しては、石英製ルツボの保持
具としてグラファイト製ルツボを用いた。得られたシリ
カは、粒径範囲75〜300 μｍの粒子状で、真比重: 2.3
3、Ｘ線回折試験でクリストバライトであることが確認
され、また、不純物含有率は、Al:0.2 ppm, Ti: 0.2 pp
m, Na: 0.1 ppm 以下、Ｋ: 0.1 ppm 以下、Li: 0.1 ppm
以下、Ｕ: 0.05 ppb以下であった。このようにして得
られたクリストバライト粒子を用いて、ベルヌーイ法で
石英ガラスのインゴットを作製したところ、得られたイ
ンゴットには気泡が認められず、不純物の少ない透明石
英ガラスが得られた。
【００４１】比較例-1. 実施例-1(1-1-2) のようにして得られた非晶質焼成分級
シリカ粒子 200ｇを、クリストバライト粒子を添加しな
かったほかは、実施例-1(1-3) と同様にして加熱処理し
た。得られたシリカは固く焼結した塊状であった。この
塊状シリカを、アルミナ製ボールミルを用いて粉砕し、
ステンレス製篩で分級して、粒径範囲75〜300 μｍのシ
リカ粒子 140ｇを得た。得られたシリカ粒子は、真比
重: 2.33で、Ｘ線回折試験でクリストバライトであるこ
とが確認された。不純物含有率は、Al: 10 ppm, Ti: 0.
2ppm,Na: 1.2ppm,Ｋ: 0.2ppm, Li: 0.1ppm以下、Ｕ: 0.
05ppb 以下で、Al, Na, Ｋが増加した。このようにして
得られたクリストバライト粒子を用いて、ベルヌーイ法
で石英ガラスのインゴットを作製したところ、得られた
インゴットには多数の気泡が認められた。
シリカ粒子 200ｇを、クリストバライト粒子を添加しな
かったほかは、実施例-1(1-3) と同様にして加熱処理し
た。得られたシリカは固く焼結した塊状であった。この
塊状シリカを、アルミナ製ボールミルを用いて粉砕し、
ステンレス製篩で分級して、粒径範囲75〜300 μｍのシ
リカ粒子 140ｇを得た。得られたシリカ粒子は、真比
重: 2.33で、Ｘ線回折試験でクリストバライトであるこ
とが確認された。不純物含有率は、Al: 10 ppm, Ti: 0.
2ppm,Na: 1.2ppm,Ｋ: 0.2ppm, Li: 0.1ppm以下、Ｕ: 0.
05ppb 以下で、Al, Na, Ｋが増加した。このようにして
得られたクリストバライト粒子を用いて、ベルヌーイ法
で石英ガラスのインゴットを作製したところ、得られた
インゴットには多数の気泡が認められた。
【００４２】実施例-2, および比較例-2. 実施例-1(1-1-2) のようにして得られた非晶質焼成分級
シリカ粒子各 100重量部に対し、実施例-1(1-2) のよう
にして得られたクリストバライト粒子を表１に示す量比
でそれぞれ混合し、得られた混合物の各 100ｇについて
実施例-1(1-3) と同様にして加熱処理した。
シリカ粒子各 100重量部に対し、実施例-1(1-2) のよう
にして得られたクリストバライト粒子を表１に示す量比
でそれぞれ混合し、得られた混合物の各 100ｇについて
実施例-1(1-3) と同様にして加熱処理した。
【００４３】
【表１】
【００４４】得られたシリカはそれぞれ、真比重: 2.33
で、Ｘ線回折結果からクリストバライトであることが確
認された。なお、実施例 2-1〜4 で得られたシリカの不
純物含有率は、Al: 0.2 ppm, Ti: 0.2 ppm, Na: 0.1 pp
m 以下、Ｋ:0.1 ppm 以下、Li: 0.1 ppm 以下、Ｕ: 0.0
5 ppb以下であった。
で、Ｘ線回折結果からクリストバライトであることが確
認された。なお、実施例 2-1〜4 で得られたシリカの不
純物含有率は、Al: 0.2 ppm, Ti: 0.2 ppm, Na: 0.1 pp
m 以下、Ｋ:0.1 ppm 以下、Li: 0.1 ppm 以下、Ｕ: 0.0
5 ppb以下であった。
【００４５】加熱処理後のそれぞれのシリカの状態、な
らびに得られた各クリストバライトを用いてベルヌーイ
法で作製された石英ガラスの各インゴット中の気泡の状
況を表１に示す。なお、比較例-2では、得られた塊状品
を比較例-1に準じて粉砕処理してからインゴットを作製
した。
らびに得られた各クリストバライトを用いてベルヌーイ
法で作製された石英ガラスの各インゴット中の気泡の状
況を表１に示す。なお、比較例-2では、得られた塊状品
を比較例-1に準じて粉砕処理してからインゴットを作製
した。
【００４６】実施例-3. 実施例-1(1-1-2) のようにして得られた非晶質焼成分級
シリカ粒子 100重量部と、実施例-2で得られたクリスト
バライト粒子40重量部との混合物を調製し、得られた混
合物の各 100ｇについて、実施例-1(1-3) に準じた方法
で、表２に示す温度でそれぞれ４時間加熱処理した。得
られたシリカは、いずれも粒径範囲75〜300 μｍの粒子
状で、Ｘ線回折試験でクリストバライト化されているこ
とが確認された。不純物含有率は、Al: 0.2ppm, Ti: 0.
2 ppm, Na: 0.1 ppm 以下、Ｋ: 0.1 ppm 以下、Li: 0.1
ppm 以下、Ｕ: 0.05 ppb以下であった。得られたシリ
カそれぞれの真比重およびクリストバライト化率を表２
に示す。
シリカ粒子 100重量部と、実施例-2で得られたクリスト
バライト粒子40重量部との混合物を調製し、得られた混
合物の各 100ｇについて、実施例-1(1-3) に準じた方法
で、表２に示す温度でそれぞれ４時間加熱処理した。得
られたシリカは、いずれも粒径範囲75〜300 μｍの粒子
状で、Ｘ線回折試験でクリストバライト化されているこ
とが確認された。不純物含有率は、Al: 0.2ppm, Ti: 0.
2 ppm, Na: 0.1 ppm 以下、Ｋ: 0.1 ppm 以下、Li: 0.1
ppm 以下、Ｕ: 0.05 ppb以下であった。得られたシリ
カそれぞれの真比重およびクリストバライト化率を表２
に示す。
【００４７】
【表２】
【００４８】クリストバライト化率は、下記により求め
た。実施例 3-4で得たシリカのクリストバライト化率を
100％とし、これに既知量の非晶質シリカを加えて結晶
質シリカ分の割合の異なる各種の試料を調製した。それ
ぞれについてＸ線回折試験を行って２θ: 21.9°におけ
る <ピーク高さ> を測定し、得られたデータから <ピー
ク高さ> と試料中の結晶質シリカ分の割合(重量％) と
の関係を示す検量線を作成した。各実施例で得られた加
熱処理後のシリカについてＸ線回折試験を行い、前記検
量線によって各試料のクリストバライト化率を求めた。
このようにして得られたクリストバライト化シリカ粒子
を用いて、ベルヌーイ法で石英ガラスのインゴットを作
製したところ、得られたインゴットにはいずれも気泡が
認められなかった。
た。実施例 3-4で得たシリカのクリストバライト化率を
100％とし、これに既知量の非晶質シリカを加えて結晶
質シリカ分の割合の異なる各種の試料を調製した。それ
ぞれについてＸ線回折試験を行って２θ: 21.9°におけ
る <ピーク高さ> を測定し、得られたデータから <ピー
ク高さ> と試料中の結晶質シリカ分の割合(重量％) と
の関係を示す検量線を作成した。各実施例で得られた加
熱処理後のシリカについてＸ線回折試験を行い、前記検
量線によって各試料のクリストバライト化率を求めた。
このようにして得られたクリストバライト化シリカ粒子
を用いて、ベルヌーイ法で石英ガラスのインゴットを作
製したところ、得られたインゴットにはいずれも気泡が
認められなかった。
【００４９】実施例-4. 実施例-1(1-1-2) の方法に準じ条件を変えて粉砕・分級
処理を行って得られた各種粒径範囲の非晶質焼成分級シ
リカ粒子 100重量部と、実施例-3で得られたクリストバ
ライト粒子40重量部との混合物を調製し、得られた混合
物の各 100ｇについて、実施例-1(1-3) に準じアルゴン
雰囲気中において温度1600℃で、表３に示す時間それぞ
れ加熱処理した。得られたシリカは、いずれもＸ線回折
試験でクリストバライト化されていることが確認され
た。不純物含有率は、Al: 0.2ppm, Ti: 0.2 ppm, Na:
0.1 ppm 以下、Ｋ: 0.1 ppm 以下、Li: 0.1 ppm 以下、
Ｕ: 0.05 ppb以下であった。得られたシリカそれぞれの
粒径範囲、真比重および実施例-3と同様にして求められ
たクリストバライト化率を表３に示す。
処理を行って得られた各種粒径範囲の非晶質焼成分級シ
リカ粒子 100重量部と、実施例-3で得られたクリストバ
ライト粒子40重量部との混合物を調製し、得られた混合
物の各 100ｇについて、実施例-1(1-3) に準じアルゴン
雰囲気中において温度1600℃で、表３に示す時間それぞ
れ加熱処理した。得られたシリカは、いずれもＸ線回折
試験でクリストバライト化されていることが確認され
た。不純物含有率は、Al: 0.2ppm, Ti: 0.2 ppm, Na:
0.1 ppm 以下、Ｋ: 0.1 ppm 以下、Li: 0.1 ppm 以下、
Ｕ: 0.05 ppb以下であった。得られたシリカそれぞれの
粒径範囲、真比重および実施例-3と同様にして求められ
たクリストバライト化率を表３に示す。
【００５０】
【表３】
【００５１】このようにして得られたクリストバライト
粒子を用いて、ベルヌーイ法で石英ガラスのインゴット
を作製したところ、得られたインゴットにはいずれも気
泡が認められなかった。
粒子を用いて、ベルヌーイ法で石英ガラスのインゴット
を作製したところ、得られたインゴットにはいずれも気
泡が認められなかった。
【００５２】実施例-5. 実施例-1(1-1-2) のようにして得られた非晶質焼成分級
シリカ粒子 100重量部と、実施例-4で得られたクリスト
バライト粒子40重量部との混合物を調製し、得られた混
合物の各 100ｇについて、実施例-1(1-3) に準じて温度
1600℃で各４時間、表４に示す各種の雰囲気中において
それぞれ加熱処理した。
シリカ粒子 100重量部と、実施例-4で得られたクリスト
バライト粒子40重量部との混合物を調製し、得られた混
合物の各 100ｇについて、実施例-1(1-3) に準じて温度
1600℃で各４時間、表４に示す各種の雰囲気中において
それぞれ加熱処理した。
【００５３】
【表４】
【００５４】得られたシリカは、いずれも粒径範囲75〜
300μｍの粒子状で、真比重: 2.33であり、Ｘ線回折試
験でクリストバライト化率 100％であることが確認され
た。不純物含有率は、Al: 0.2 ppm, Ti: 0.2 ppm, Na:
0.1 ppm以下、Ｋ: 0.1 ppm 以下、Li: 0.1 ppm 以下、
Ｕ: 0.05 ppb以下であった。このようにして得られたク
リストバライト粒子を用いて、ベルヌーイ法で石英ガラ
スのインゴットを作製したところ、得られたインゴット
にはいずれも気泡が認められなかった。
300μｍの粒子状で、真比重: 2.33であり、Ｘ線回折試
験でクリストバライト化率 100％であることが確認され
た。不純物含有率は、Al: 0.2 ppm, Ti: 0.2 ppm, Na:
0.1 ppm以下、Ｋ: 0.1 ppm 以下、Li: 0.1 ppm 以下、
Ｕ: 0.05 ppb以下であった。このようにして得られたク
リストバライト粒子を用いて、ベルヌーイ法で石英ガラ
スのインゴットを作製したところ、得られたインゴット
にはいずれも気泡が認められなかった。
【００５５】実施例-6, および比較例-3. 実施例-1(1-1-1) と同様にして得られた乾燥シリカにつ
いて、表５に示すように、予備加熱処理条件を変えるこ
とにより、温度1200℃で４時間加熱焼成したときの重量
減少率（焼成シリカ基準) が異なる非晶質シリカを得
た。これを用いて実施例-1(1-1-2) に準じて粉砕・分級
して得られた各種の非晶質シリカ粒子の各100重量部
と、実施例-5で得られたクリストバライト粒子40重量部
との混合物を調製した。得られた混合物の各 100ｇにつ
いて、実施例-1(1-3) と同様にしてそれぞれ加熱処理
し、得られた結果を表５に示した。得られたシリカは、
いずれも粒径範囲75〜300 μｍの真比重: 2.33の粒子状
であり、Ｘ線回折試験でクリストバライト化率 100％で
あった。不純物含有率は、Al: 0.3 ppm, Ti: 0.2 ppm,
Na: 0.1 ppm 以下、Ｋ: 0.1 ppm 以下、Li:0.1 ppm 以
下、Ｕ: 0.05 ppb以下であった。
いて、表５に示すように、予備加熱処理条件を変えるこ
とにより、温度1200℃で４時間加熱焼成したときの重量
減少率（焼成シリカ基準) が異なる非晶質シリカを得
た。これを用いて実施例-1(1-1-2) に準じて粉砕・分級
して得られた各種の非晶質シリカ粒子の各100重量部
と、実施例-5で得られたクリストバライト粒子40重量部
との混合物を調製した。得られた混合物の各 100ｇにつ
いて、実施例-1(1-3) と同様にしてそれぞれ加熱処理
し、得られた結果を表５に示した。得られたシリカは、
いずれも粒径範囲75〜300 μｍの真比重: 2.33の粒子状
であり、Ｘ線回折試験でクリストバライト化率 100％で
あった。不純物含有率は、Al: 0.3 ppm, Ti: 0.2 ppm,
Na: 0.1 ppm 以下、Ｋ: 0.1 ppm 以下、Li:0.1 ppm 以
下、Ｕ: 0.05 ppb以下であった。
【００５６】
【表５】
【００５７】得られたクリストバライトを用いて、ベル
ヌーイ法で石英ガラスのインゴットを作製した。実施例
6-1〜3 のクリストバライト粒子から得られたインゴッ
トにはいずれも気泡が認められなかった。これに対し
て、比較例-3で得られた塊状品を比較例-1に準じて粉砕
処理して得た粒子から作製されたインゴットには多数の
気泡が認められた。
ヌーイ法で石英ガラスのインゴットを作製した。実施例
6-1〜3 のクリストバライト粒子から得られたインゴッ
トにはいずれも気泡が認められなかった。これに対し
て、比較例-3で得られた塊状品を比較例-1に準じて粉砕
処理して得た粒子から作製されたインゴットには多数の
気泡が認められた。
【００５８】実施例-7. 市販のアルコキシド系シリカ (商品名「クォートロンG
L」,東燃石油化学株式会社）を、粉砕分級して粒径を75
〜300 μｍの範囲に調製し、温度1250℃で２時間の予備
加熱処理を行って得た非晶質シリカ粒子 100重量部と、
実施例-1(1-2) と同様にして得られたクリストバライト
粒子40重量部との混合物を調製し、得られた混合物につ
いて実施例-1(1-3) と同様にして加熱処理した。得られ
たシリカは、粒径範囲が60〜240 μｍである真比重: 2.
33の粒子状で、Ｘ線回折試験でクリストバライト化率 1
00％であった。不純物含有率はAl: 0.2ppm, Ti: 0.1 pp
m, Na: 0.1 ppm 以下、Ｋ: 0.1 ppm 以下、Li: 0.1 ppm
以下、Ｕ: 0.05 ppb以下であった。このようにして得
られたクリストバライト粒子を用いて、ベルヌーイ法で
石英ガラスのインゴットを作製したところ、得られたイ
ンゴットには気泡が認められなかった。
L」,東燃石油化学株式会社）を、粉砕分級して粒径を75
〜300 μｍの範囲に調製し、温度1250℃で２時間の予備
加熱処理を行って得た非晶質シリカ粒子 100重量部と、
実施例-1(1-2) と同様にして得られたクリストバライト
粒子40重量部との混合物を調製し、得られた混合物につ
いて実施例-1(1-3) と同様にして加熱処理した。得られ
たシリカは、粒径範囲が60〜240 μｍである真比重: 2.
33の粒子状で、Ｘ線回折試験でクリストバライト化率 1
00％であった。不純物含有率はAl: 0.2ppm, Ti: 0.1 pp
m, Na: 0.1 ppm 以下、Ｋ: 0.1 ppm 以下、Li: 0.1 ppm
以下、Ｕ: 0.05 ppb以下であった。このようにして得
られたクリストバライト粒子を用いて、ベルヌーイ法で
石英ガラスのインゴットを作製したところ、得られたイ
ンゴットには気泡が認められなかった。
【００５９】
【発明の効果】本発明の方法によれば、低アルカリで緻
密なクリストバライトを粒子状で得ることができる。更
に、使用する原料シリカを適宜に選択することにより、
Al, Ti, アルカリ金属などの不純物含有率が極めて低い
高純度で、且つ、粒径が20μｍ〜５mmの範囲に制御され
た、非焼結状の緻密なクリストバライト粒子を得ること
ができる。本発明の方法で得られるクリストバライト
は、充填剤・分散剤などに用いられるほか、高品質人工
水晶・セラミックスなどの原料として、また特に、溶融
賦型の際に気泡の発生がないので透明石英ガラス原料と
して好適に用いることができる。更に、本発明の方法は
従来法による場合に比較して、製造コストを低減するこ
とができるという利点を併せ持っている。
密なクリストバライトを粒子状で得ることができる。更
に、使用する原料シリカを適宜に選択することにより、
Al, Ti, アルカリ金属などの不純物含有率が極めて低い
高純度で、且つ、粒径が20μｍ〜５mmの範囲に制御され
た、非焼結状の緻密なクリストバライト粒子を得ること
ができる。本発明の方法で得られるクリストバライト
は、充填剤・分散剤などに用いられるほか、高品質人工
水晶・セラミックスなどの原料として、また特に、溶融
賦型の際に気泡の発生がないので透明石英ガラス原料と
して好適に用いることができる。更に、本発明の方法は
従来法による場合に比較して、製造コストを低減するこ
とができるという利点を併せ持っている。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平３−8708（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−72616（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−233008（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】１２００℃で４時間加熱したときの重量減
少率が１％以下の非凝集非晶質シリカを加熱してクリス
トバライト化するにあたり、非晶質シリカ粒子を、その
１００重量部あたり少なくとも５重量部のクリストバラ
イト粒子の存在下で温度１，４００〜１，７００℃の範
囲において加熱処理することにより、粒子状でクリスト
バライト化させることを特徴とする非焼結状クリストバ
ライト粒子の製造方法。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3082877A JP2617822B2 (ja) | 1990-04-10 | 1991-03-25 | 非焼結状クリストバライト粒子の製造方法 |
| EP91105696A EP0451818B1 (en) | 1990-04-10 | 1991-04-10 | Method for producing unsintered cristobalite particles |
| DE69102805T DE69102805T2 (de) | 1990-04-10 | 1991-04-10 | Verfahren zur Herstellung von nicht gesinterten Cristobalit-Teilchen. |
| US07/814,051 US5154905A (en) | 1990-04-10 | 1991-12-26 | Method for producing unsintered cristobalite particles |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2-93063 | 1990-04-10 | ||
| JP9306390 | 1990-04-10 | ||
| JP3082877A JP2617822B2 (ja) | 1990-04-10 | 1991-03-25 | 非焼結状クリストバライト粒子の製造方法 |
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|---|---|
| JPH04219310A JPH04219310A (ja) | 1992-08-10 |
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| CA1271307A (en) * | 1985-06-27 | 1990-07-10 | Iwao Ohshima | Process for manufacturing high purity silica |
| DE3525495C1 (de) * | 1985-07-17 | 1987-01-02 | Heraeus Schott Quarzschmelze | Verfahren zur Herstellung von Gegenstaenden aus synthetischem Siliziumdioxid |
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| JPH0761852B2 (ja) * | 1987-03-23 | 1995-07-05 | 日東化学工業株式会社 | 非焼結クリストバライト化シリカの製造方法 |
| JPH038708A (ja) * | 1989-06-06 | 1991-01-16 | Nippon Sanso Kk | シリカ原料の製造方法 |
-
1991
- 1991-03-25 JP JP3082877A patent/JP2617822B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1991-04-10 EP EP91105696A patent/EP0451818B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-04-10 DE DE69102805T patent/DE69102805T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-12-26 US US07/814,051 patent/US5154905A/en not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04219310A (ja) | 1992-08-10 |
| EP0451818A3 (en) | 1992-09-16 |
| DE69102805T2 (de) | 1994-12-08 |
| EP0451818A2 (en) | 1991-10-16 |
| EP0451818B1 (en) | 1994-07-13 |
| US5154905A (en) | 1992-10-13 |
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|---|---|---|---|
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