JP2621702B2 - シリカガラスの製造法 - Google Patents
シリカガラスの製造法Info
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/12—Other methods of shaping glass by liquid-phase reaction processes
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/10—Forming beads
- C03B19/1005—Forming solid beads
- C03B19/106—Forming solid beads by chemical vapour deposition; by liquid phase reaction
- C03B19/1065—Forming solid beads by chemical vapour deposition; by liquid phase reaction by liquid phase reactions, e.g. by means of a gel phase
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学用、半導体工業用、
電子工業用、理工学用等に使用されるシリカガラスを製
造する方法に関する。
電子工業用、理工学用等に使用されるシリカガラスを製
造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリカガラスは耐熱性、耐蝕性及び光学
的性質に優れていることから、半導体製造に欠かせない
重要な材料であり、さらには光ファイバやＩＣ製造用フ
ォトマスク基板、ＴＦＴ基板などに使用され、その用途
はますます拡大している。従来のシリカガラスの製造法
には、天然石英を電気炉又は酸水素炎により溶解する方
法、あるいは四塩化ケイ素を酸水素炎又はプラズマ炎中
で高温酸化し溶解する方法があるが、いずれの方法も製
造工程に２０００℃あるいはそれ以上の高温を要するた
め大量のエネルギーを消費し、また製造時にそのような
高温に耐える材料が必要なうえ、更に高純度のものが得
られにくい等、経済的、品質的にいくつかの問題点をも
っている。
的性質に優れていることから、半導体製造に欠かせない
重要な材料であり、さらには光ファイバやＩＣ製造用フ
ォトマスク基板、ＴＦＴ基板などに使用され、その用途
はますます拡大している。従来のシリカガラスの製造法
には、天然石英を電気炉又は酸水素炎により溶解する方
法、あるいは四塩化ケイ素を酸水素炎又はプラズマ炎中
で高温酸化し溶解する方法があるが、いずれの方法も製
造工程に２０００℃あるいはそれ以上の高温を要するた
め大量のエネルギーを消費し、また製造時にそのような
高温に耐える材料が必要なうえ、更に高純度のものが得
られにくい等、経済的、品質的にいくつかの問題点をも
っている。
【０００３】これに対し、近年ゾル−ゲル法と呼ばれる
シリカガラスを低温で合成する方法が注目されている。
その概要を簡単に述べる。四塩化ケイ素の気相分解によ
って製造されたＳｉＯ2 微粒子を水、有機溶媒もしくは
水−有機溶媒混合液に分散させることにより、あるいは
シリコンアルコキシドを有機溶媒中、触媒と共に加水分
解・重合することにより、シリカゾルとする。この時、
シリコンアルコキシドと水が均一な系となるよう、有機
溶媒としては通常、適当なアルコールが用いられる。こ
のシリカゾルを静置、昇温、ゲル化剤の添加等によって
ゲル化させる。その後、ゲルから有機溶媒、水分を蒸発
させたのち、これを乾燥することにより乾燥ゲルとす
る。この乾燥ゲルを通常、ヘリウム等の適当な雰囲気
中、１０００〜１４００℃で加熱することによりシリカ
ガラスを得る。
シリカガラスを低温で合成する方法が注目されている。
その概要を簡単に述べる。四塩化ケイ素の気相分解によ
って製造されたＳｉＯ2 微粒子を水、有機溶媒もしくは
水−有機溶媒混合液に分散させることにより、あるいは
シリコンアルコキシドを有機溶媒中、触媒と共に加水分
解・重合することにより、シリカゾルとする。この時、
シリコンアルコキシドと水が均一な系となるよう、有機
溶媒としては通常、適当なアルコールが用いられる。こ
のシリカゾルを静置、昇温、ゲル化剤の添加等によって
ゲル化させる。その後、ゲルから有機溶媒、水分を蒸発
させたのち、これを乾燥することにより乾燥ゲルとす
る。この乾燥ゲルを通常、ヘリウム等の適当な雰囲気
中、１０００〜１４００℃で加熱することによりシリカ
ガラスを得る。
【０００４】しかし、上記のゾル−ゲル法によるシリカ
ガラスの製造法は、次のような問題がある。すなわち、
ＳｉＯ2 微粒子を水、有機溶媒等に分散させる方法で
は、ＳｉＯ2微粒子を均一に分散させることが困難で、
シリカゾル中に大きなＳｉＯ2凝集体が残りやすく、こ
れらＳｉＯ2凝集体は焼成したときガラス中の欠陥（空
孔）の原因となり、品質を低下させる。また、シリコン
アルコキシドを有機溶媒中、触媒と共に加水分解・重合
し、シリカゾルとする方法では、その後の乾燥過程でゲ
ルにクラックや割れが発生しやく、またそれを焼成して
得られるガラスに微細な空孔が生じやすい。そこで、本
発明者らは、これらの問題を解決するため、ポリエチレ
ングリコール等の有機質ポリマーの存在下に、シリコン
アルコキシドを有機溶媒中、触媒と共に加水分解・重合
し、シリカゾルとし、ゲル化し、乾燥し、１０００〜１
４００℃で焼成する方法（特開平１−１１９５２３号公
報、特開平１−１３８１４３号公報等）や、水よりも沸
点が高い有機物の存在下に、シリコンアルコキシドを有
機溶媒中、触媒と共に加水分解・重合し、シリカゾルと
し、ゲル化し、乾燥し、１０００〜１４００℃で焼成す
る方法（特開平２−５９４４３号公報、特開平２−５９
４４８号公報等）を提案した。また、省エネルギーには
逆行するが別の方法として、ゾル−ゲル法で得られたガ
ラス体又はガラス前駆体を１５００〜２２００℃に加熱
・一定時間保持してシリカガラスとする方法（特開昭６
２−１０５９３６号公報）も提案されている。
ガラスの製造法は、次のような問題がある。すなわち、
ＳｉＯ2 微粒子を水、有機溶媒等に分散させる方法で
は、ＳｉＯ2微粒子を均一に分散させることが困難で、
シリカゾル中に大きなＳｉＯ2凝集体が残りやすく、こ
れらＳｉＯ2凝集体は焼成したときガラス中の欠陥（空
孔）の原因となり、品質を低下させる。また、シリコン
アルコキシドを有機溶媒中、触媒と共に加水分解・重合
し、シリカゾルとする方法では、その後の乾燥過程でゲ
ルにクラックや割れが発生しやく、またそれを焼成して
得られるガラスに微細な空孔が生じやすい。そこで、本
発明者らは、これらの問題を解決するため、ポリエチレ
ングリコール等の有機質ポリマーの存在下に、シリコン
アルコキシドを有機溶媒中、触媒と共に加水分解・重合
し、シリカゾルとし、ゲル化し、乾燥し、１０００〜１
４００℃で焼成する方法（特開平１−１１９５２３号公
報、特開平１−１３８１４３号公報等）や、水よりも沸
点が高い有機物の存在下に、シリコンアルコキシドを有
機溶媒中、触媒と共に加水分解・重合し、シリカゾルと
し、ゲル化し、乾燥し、１０００〜１４００℃で焼成す
る方法（特開平２−５９４４３号公報、特開平２−５９
４４８号公報等）を提案した。また、省エネルギーには
逆行するが別の方法として、ゾル−ゲル法で得られたガ
ラス体又はガラス前駆体を１５００〜２２００℃に加熱
・一定時間保持してシリカガラスとする方法（特開昭６
２−１０５９３６号公報）も提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかし、有機質ポリマ
ーや水よりも沸点が高い有機物の存在下に、シリコンア
ルコキシドを有機溶媒中、触媒と共に加水分解・重合
し、シリカゾルとし、ゲル化し、乾燥し、１０００〜１
４００℃で焼成する方法によっても、欠陥（空孔）が全
く存在しないシリカガラスを得ることは困難である。本
発明は、より欠陥（空孔）が少なく、光学的性質に優
れ、しかも大形のシリカガラスを安価に製造する方法を
提供することを目的とする。
ーや水よりも沸点が高い有機物の存在下に、シリコンア
ルコキシドを有機溶媒中、触媒と共に加水分解・重合
し、シリカゾルとし、ゲル化し、乾燥し、１０００〜１
４００℃で焼成する方法によっても、欠陥（空孔）が全
く存在しないシリカガラスを得ることは困難である。本
発明は、より欠陥（空孔）が少なく、光学的性質に優
れ、しかも大形のシリカガラスを安価に製造する方法を
提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明者らは、有機質ポリマー及び／又は水よりも
沸点が高く、かつ水よりも表面張力の低い有機物の存在
下又は非存在下に、シリコンアルコキシドを有機溶媒
中、触媒と共に加水分解してシリカゾルとし、これをゲ
ル化し、乾燥して乾燥ゲルとしたのち、これを焼成炉
中、１７２０℃未満又は、１７２０℃以上の温度で焼成
するシリカガラスの製造法を検討していたところ、１７
２０℃以上の温度で焼成した場合、得られたシリカガラ
スは空孔が非常に少なくなるものの、光学的性質、特に
３００ｎｍ以下の波長における光透過率が、従来のシリ
カガラスよりも劣ることを観察した。そこで、本発明者
らはこの原因を鋭意検討した結果、敷板及びルツボに用
いた材料のカーボンの純度、特にカーボン中のアルカリ
及びアルカリ土類金属の含有量が上記の光透過率に大き
く影響しており、敷板及びルツボとして金属含有量５０
ｐｐｍ以下の高純度のカーボンから成るものを用いて焼
成すれば、３００ｎｍ以下の波長においても従来のシリ
カガラスと同程度に光透過率が高く、しかも空孔がなく
て、大形のシリカガラスを得られることを見出し、本発
明を完成するに至った。
め、本発明者らは、有機質ポリマー及び／又は水よりも
沸点が高く、かつ水よりも表面張力の低い有機物の存在
下又は非存在下に、シリコンアルコキシドを有機溶媒
中、触媒と共に加水分解してシリカゾルとし、これをゲ
ル化し、乾燥して乾燥ゲルとしたのち、これを焼成炉
中、１７２０℃未満又は、１７２０℃以上の温度で焼成
するシリカガラスの製造法を検討していたところ、１７
２０℃以上の温度で焼成した場合、得られたシリカガラ
スは空孔が非常に少なくなるものの、光学的性質、特に
３００ｎｍ以下の波長における光透過率が、従来のシリ
カガラスよりも劣ることを観察した。そこで、本発明者
らはこの原因を鋭意検討した結果、敷板及びルツボに用
いた材料のカーボンの純度、特にカーボン中のアルカリ
及びアルカリ土類金属の含有量が上記の光透過率に大き
く影響しており、敷板及びルツボとして金属含有量５０
ｐｐｍ以下の高純度のカーボンから成るものを用いて焼
成すれば、３００ｎｍ以下の波長においても従来のシリ
カガラスと同程度に光透過率が高く、しかも空孔がなく
て、大形のシリカガラスを得られることを見出し、本発
明を完成するに至った。
【０００７】すなわち、本発明は下記の（１）及び
（２）に関するものである。 （１）シリコンアルコキシドを有機溶媒中、触媒と共に
加水分解してシリカゾルとし、つづいてゲル化し、乾燥
して乾燥ゲルとし、これを１０００〜１４００℃で加熱
してガラス体又はガラス前駆体としたのち、これを金属
含有量５０ｐｐｍ以下の高純度カーボンからなる敷板に
載せ、又はこれを金属含有量５０ｐｐｍ以下の高純度カ
ーボンからなるルツボに入れ、焼成炉中、１７２０℃以
上の温度で焼成することを特徴とするシリカガラスの製
造法。 （２）有機質ポリマー及び／又は水よりも沸点が高く、
かつ水よりも表面張力の低い有機物の存在下に、シリコ
ンアルコキシドを有機溶媒中、触媒と共に加水分解して
シリカゾルとし、つづいてゲル化し、乾燥して乾燥ゲル
とし、これを１０００〜１４００℃で加熱してガラス体
又はガラス前駆体としたのち、これを金属含有量５０ｐ
ｐｍ以下の高純度カーボンからなる敷板に載せ、又はこ
れを金属含有量５０ｐｐｍ以下の高純度カーボンからな
るルツボに入れ、焼成炉中、１７２０℃以上の温度で焼
成することを特徴とするシリカガラスの製造法。
（２）に関するものである。 （１）シリコンアルコキシドを有機溶媒中、触媒と共に
加水分解してシリカゾルとし、つづいてゲル化し、乾燥
して乾燥ゲルとし、これを１０００〜１４００℃で加熱
してガラス体又はガラス前駆体としたのち、これを金属
含有量５０ｐｐｍ以下の高純度カーボンからなる敷板に
載せ、又はこれを金属含有量５０ｐｐｍ以下の高純度カ
ーボンからなるルツボに入れ、焼成炉中、１７２０℃以
上の温度で焼成することを特徴とするシリカガラスの製
造法。 （２）有機質ポリマー及び／又は水よりも沸点が高く、
かつ水よりも表面張力の低い有機物の存在下に、シリコ
ンアルコキシドを有機溶媒中、触媒と共に加水分解して
シリカゾルとし、つづいてゲル化し、乾燥して乾燥ゲル
とし、これを１０００〜１４００℃で加熱してガラス体
又はガラス前駆体としたのち、これを金属含有量５０ｐ
ｐｍ以下の高純度カーボンからなる敷板に載せ、又はこ
れを金属含有量５０ｐｐｍ以下の高純度カーボンからな
るルツボに入れ、焼成炉中、１７２０℃以上の温度で焼
成することを特徴とするシリカガラスの製造法。
【０００８】本発明におけるシリコンアルコキシドは部
分的に縮重合させたものを用いてもよい。シリコンアル
コキシドのアルキル基としては、加水分解のし易さやゲ
ル化時間の点から、メチル基、エチル基、プロピル基、
ブチル基等が挙げられる。
分的に縮重合させたものを用いてもよい。シリコンアル
コキシドのアルキル基としては、加水分解のし易さやゲ
ル化時間の点から、メチル基、エチル基、プロピル基、
ブチル基等が挙げられる。
【０００９】本発明の有機溶媒としてはメチルアルコー
ル、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉ−
プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール等のアルコ
ール類、ジメチルエーテル等のエーテル類、アセトン、
メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル等のエス
テル類、これらの混合溶媒等が挙げられが、好ましく
は、メチルアルコール、エチルアルコール等のアルコー
ル、さらに好ましくはメチルアルコールである。
ル、エチルアルコール、ｎ−プロピルアルコール、ｉ−
プロピルアルコール、ｎ−ブチルアルコール等のアルコ
ール類、ジメチルエーテル等のエーテル類、アセトン、
メチルエチルケトン等のケトン類、酢酸エチル等のエス
テル類、これらの混合溶媒等が挙げられが、好ましく
は、メチルアルコール、エチルアルコール等のアルコー
ル、さらに好ましくはメチルアルコールである。
【００１０】触媒としてはアンモニア、コリン、水酸化
トリメチルアンモニウム、水酸化トリエチルアンモニウ
ム、水酸化トリプロピルアンモニウム、水酸化トリブチ
ルアンモニウム、その他各種アミン類等の塩基性触媒、
塩酸、硝酸等の酸触媒が挙げられ、これらは水と共に用
いる。
トリメチルアンモニウム、水酸化トリエチルアンモニウ
ム、水酸化トリプロピルアンモニウム、水酸化トリブチ
ルアンモニウム、その他各種アミン類等の塩基性触媒、
塩酸、硝酸等の酸触媒が挙げられ、これらは水と共に用
いる。
【００１１】有機質ポリマーとしては、ポリエチレング
リコール、ポリメチレングリコール、ポリプロピレング
リコール、ポリブチレングリコール等のポリアルキレン
グリコール、ポリエチレングリコールメチルエーテル、
ポリエチレングリコールエチルエーテル、ポリエチレン
グリコールプロピルエーテル、ポリエチレングリコール
ブチルエーテル等のポリアルキレングリコールエーテ
ル、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセ
ルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシ
ブチルセルロース等のヒドロキシアルキルセルロース、
ポリ酢酸ビニル等がある。水よりも沸点が高く、かつ水
よりも表面張力の低い有機物としては、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、テト
ラヒドロフルフリルアルコール、１−メチル−２−ピロ
リドン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチ
レングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコー
ルモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチ
ルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチ
レングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリ
コールモノブチルエーテル等がある。
リコール、ポリメチレングリコール、ポリプロピレング
リコール、ポリブチレングリコール等のポリアルキレン
グリコール、ポリエチレングリコールメチルエーテル、
ポリエチレングリコールエチルエーテル、ポリエチレン
グリコールプロピルエーテル、ポリエチレングリコール
ブチルエーテル等のポリアルキレングリコールエーテ
ル、ヒドロキシメチルセルロース、ヒドロキシエチルセ
ルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ヒドロキシ
ブチルセルロース等のヒドロキシアルキルセルロース、
ポリ酢酸ビニル等がある。水よりも沸点が高く、かつ水
よりも表面張力の低い有機物としては、Ｎ，Ｎ−ジメチ
ルホルムアミド、Ｎ，Ｎ−ジメチルアセトアミド、テト
ラヒドロフルフリルアルコール、１−メチル−２−ピロ
リドン、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチ
レングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコー
ルモノプロピルエーテル、エチレングリコールモノブチ
ルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテ
ル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチ
レングリコールモノプロピルエーテル、ジエチレングリ
コールモノブチルエーテル等がある。
【００１２】得られたシリカゾルを適当な容器に移し、
室温〜７０℃に数時間保ってゲル化し、次いで室温より
高い温度で数日〜数週間加熱・乾燥して多孔質シリカゲ
ルとする。
室温〜７０℃に数時間保ってゲル化し、次いで室温より
高い温度で数日〜数週間加熱・乾燥して多孔質シリカゲ
ルとする。
【００１３】敷板又はルツボに用いる高純度カーボンは
金属、すなわちＬｉ、Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属、Ｃ
ａ、Ｍｇ、Ｂａ等のアルカリ土類金属、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃ
ｏ等の遷移金属、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ等のその他金属の総含
有量が５０ｐｐｍ以下の高純度カーボンとする。金属含
有量が５０ｐｐｍを越える純度の低いカーボンを用いた
場合は、３００ｎｍ以下の波長における光透過率が期待
するように高いものは得られにくい。金属含有量５０ｐ
ｐｍ以下の高純度のカーボンは、金属含有量が５０ｐｐ
ｍを越える純度の低いカーボンのブロックを、四塩化炭
素、フロン等のハロゲン化合物を含むガス中、高温処理
してつくることができる。また、高純度のカーボンは市
販品（例えば、日立化成（株）製、等方性カーボン）も
入手できる。敷板又はルツボのほかに、炉内雰囲気の接
する部分の焼成炉の炉材も金属含有量が５０ｐｐｍ以下
のカーボンを用いることが望ましい。
金属、すなわちＬｉ、Ｎａ、Ｋ等のアルカリ金属、Ｃ
ａ、Ｍｇ、Ｂａ等のアルカリ土類金属、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃ
ｏ等の遷移金属、Ｂ、Ａｌ、Ｃｕ等のその他金属の総含
有量が５０ｐｐｍ以下の高純度カーボンとする。金属含
有量が５０ｐｐｍを越える純度の低いカーボンを用いた
場合は、３００ｎｍ以下の波長における光透過率が期待
するように高いものは得られにくい。金属含有量５０ｐ
ｐｍ以下の高純度のカーボンは、金属含有量が５０ｐｐ
ｍを越える純度の低いカーボンのブロックを、四塩化炭
素、フロン等のハロゲン化合物を含むガス中、高温処理
してつくることができる。また、高純度のカーボンは市
販品（例えば、日立化成（株）製、等方性カーボン）も
入手できる。敷板又はルツボのほかに、炉内雰囲気の接
する部分の焼成炉の炉材も金属含有量が５０ｐｐｍ以下
のカーボンを用いることが望ましい。
【００１４】１７２０℃以上の温度で焼成するとは、１
７２０〜２２００℃、更に好ましくは１７３０〜２００
０℃で一定時間、例えば５分〜２時間保持することをい
う。１７２０℃未満の温度ではシリカガラスの空孔をよ
り少なくすることは難しく、また２２００℃を越える温
度はエネルギーの浪費である。
７２０〜２２００℃、更に好ましくは１７３０〜２００
０℃で一定時間、例えば５分〜２時間保持することをい
う。１７２０℃未満の温度ではシリカガラスの空孔をよ
り少なくすることは難しく、また２２００℃を越える温
度はエネルギーの浪費である。
【００１５】敷板が金属含有量５０ｐｐｍ以下の高純度
カーボンから成り、またルツボが金属含有量５０ｐｐｍ
以下の高純度カーボンから成る焼成炉中で焼成すると、
光透過率が高く、高エネルギー光照射時の蛍光の発生の
少ないシリカガラスが得られる理由は、金属含有量が５
０ｐｐｍを越える純度の低いカーボンを使用すると、１
７２０〜２２００℃の高温下で敷板や炉材から不純物、
特に高温での蒸気圧の大きなＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、
ＣａＯ等が焼成炉内に放出され、これがシリカガラスを
汚染し、３００ｎｍ以下の波長における光透過率を落と
すと考えられるからで、高純度のカーボンを用いること
により、このような汚染が防止できる。
カーボンから成り、またルツボが金属含有量５０ｐｐｍ
以下の高純度カーボンから成る焼成炉中で焼成すると、
光透過率が高く、高エネルギー光照射時の蛍光の発生の
少ないシリカガラスが得られる理由は、金属含有量が５
０ｐｐｍを越える純度の低いカーボンを使用すると、１
７２０〜２２００℃の高温下で敷板や炉材から不純物、
特に高温での蒸気圧の大きなＮａ2Ｏ、Ｋ2Ｏ、ＭｇＯ、
ＣａＯ等が焼成炉内に放出され、これがシリカガラスを
汚染し、３００ｎｍ以下の波長における光透過率を落と
すと考えられるからで、高純度のカーボンを用いること
により、このような汚染が防止できる。
【００１６】
実施例１ ５０重量％のポリ酢酸ビニル／メチルアルコール溶液６
４５ｇとメチルアルコール３５００ｇを混合し、これに
シリコンテトラメトキシド（Ｓｉ（ＯＣＨ3）4）の部分
重縮合物４３００ｇを加え、混合した。この混合溶液に
１５ｍＭのコリン水溶液１６７６ｇを滴下し、充分混合
してシリカゾルを得た。得られたゾルのうち、２５００
ｇをポリフッ化エチレンでコーティングした３６０ｍｍ
角のステンレス製の容器に入れ、ポリ塩化ビニル製フィ
ルムで蓋をし、３０℃でゲル化させたのち、６０℃で６
日間、つづいて１２０℃で１日乾燥し、乾燥ゲルを得
た。この乾燥ゲルを空気流通下に、７００℃まで昇温
し、次いでヘリウム雰囲気中、１３００℃まで昇温して
シリカガラス又はシリカガラス前駆体を得た。これを金
属含有量が２０ｐｐｍの高純度カーボン（日立化成工業
（株）製、等方性カーボン、ＰＤ−６１０Ｓ）の板の上
に載せ、これを同じく高純度カーボン（日立化成工業
（株）製、等方性カーボン、ＰＤ−６１０Ｓ）でつくら
れたルツボに入れて、１７４０℃で３０分加熱処理し、
シリカガラスを得た。得られたシリカガラスを研磨し、
試験片１とした。
４５ｇとメチルアルコール３５００ｇを混合し、これに
シリコンテトラメトキシド（Ｓｉ（ＯＣＨ3）4）の部分
重縮合物４３００ｇを加え、混合した。この混合溶液に
１５ｍＭのコリン水溶液１６７６ｇを滴下し、充分混合
してシリカゾルを得た。得られたゾルのうち、２５００
ｇをポリフッ化エチレンでコーティングした３６０ｍｍ
角のステンレス製の容器に入れ、ポリ塩化ビニル製フィ
ルムで蓋をし、３０℃でゲル化させたのち、６０℃で６
日間、つづいて１２０℃で１日乾燥し、乾燥ゲルを得
た。この乾燥ゲルを空気流通下に、７００℃まで昇温
し、次いでヘリウム雰囲気中、１３００℃まで昇温して
シリカガラス又はシリカガラス前駆体を得た。これを金
属含有量が２０ｐｐｍの高純度カーボン（日立化成工業
（株）製、等方性カーボン、ＰＤ−６１０Ｓ）の板の上
に載せ、これを同じく高純度カーボン（日立化成工業
（株）製、等方性カーボン、ＰＤ−６１０Ｓ）でつくら
れたルツボに入れて、１７４０℃で３０分加熱処理し、
シリカガラスを得た。得られたシリカガラスを研磨し、
試験片１とした。
【００１７】比較例１ 実施例１と同様のプログラムによって得られたシリカガ
ラス又はシリカガラス前駆体を、金属含有量が３２０ｐ
ｐｍのカーボンの板の上に載せ、これを同じ純度のカー
ボンでつくられたルツボに入れて、１７４０℃で３０分
加熱処理し、シリカガラスを得た。得られたシリカガラ
スを研磨し、試験片２とした。
ラス又はシリカガラス前駆体を、金属含有量が３２０ｐ
ｐｍのカーボンの板の上に載せ、これを同じ純度のカー
ボンでつくられたルツボに入れて、１７４０℃で３０分
加熱処理し、シリカガラスを得た。得られたシリカガラ
スを研磨し、試験片２とした。
【００１８】実施例２ ５０重量％のポリ酢酸ビニル／メチルアルコール溶液２
１５ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド１０００ｇ及び
メチルアルコール２４５０ｇを混合し、これにシリコン
テトラメトキシド（Ｓｉ（ＯＣＨ3）4）の部分重縮合物
４３００ｇを加え、混合した。この混合溶液に１５ｍＭ
のコリン水溶液１６７６ｇを滴下し、充分混合してシリ
カゾルを得た。得られたゾルのうち、２５００ｇをポリ
フッ化エチレンでコーティングした３６０ｍｍ角のステ
ンレス製の容器に入れ、ポリ塩化ビニル製フィルムで蓋
をし、３０℃でゲル化させたのち、６０℃で６日間、つ
づいて１２０℃で１日乾燥し、乾燥ゲルを得た。この乾
燥ゲルを空気流通下に、７００℃まで昇温し、次いでヘ
リウム雰囲気中、１３００℃まで昇温してシリカガラス
又はシリカガラス前駆体を得た。これを金属含有量が２
０ｐｐｍの高純度カーボン（日立化成工業（株）製、等
方性カーボン、ＰＤ−６１０Ｓ）の板の上に載せ、これ
を同じく高純度カーボン（日立化成工業（株）製、等方
性カーボン、ＰＤ−６１０Ｓ）でつくられたルツボに入
れて、１７４０℃で３０分加熱処理し、シリカガラスを
得た。得られたシリカガラスを研磨し、試験片３とし
た。
１５ｇ、Ｎ，Ｎ−ジメチルホルムアミド１０００ｇ及び
メチルアルコール２４５０ｇを混合し、これにシリコン
テトラメトキシド（Ｓｉ（ＯＣＨ3）4）の部分重縮合物
４３００ｇを加え、混合した。この混合溶液に１５ｍＭ
のコリン水溶液１６７６ｇを滴下し、充分混合してシリ
カゾルを得た。得られたゾルのうち、２５００ｇをポリ
フッ化エチレンでコーティングした３６０ｍｍ角のステ
ンレス製の容器に入れ、ポリ塩化ビニル製フィルムで蓋
をし、３０℃でゲル化させたのち、６０℃で６日間、つ
づいて１２０℃で１日乾燥し、乾燥ゲルを得た。この乾
燥ゲルを空気流通下に、７００℃まで昇温し、次いでヘ
リウム雰囲気中、１３００℃まで昇温してシリカガラス
又はシリカガラス前駆体を得た。これを金属含有量が２
０ｐｐｍの高純度カーボン（日立化成工業（株）製、等
方性カーボン、ＰＤ−６１０Ｓ）の板の上に載せ、これ
を同じく高純度カーボン（日立化成工業（株）製、等方
性カーボン、ＰＤ−６１０Ｓ）でつくられたルツボに入
れて、１７４０℃で３０分加熱処理し、シリカガラスを
得た。得られたシリカガラスを研磨し、試験片３とし
た。
【００１９】比較例２ 実施例２と同様のプログラムによって得られたシリカガ
ラス又はシリカガラス前駆体を、金属含有量が３２０ｐ
ｐｍのカーボンの板の上に載せ、これを同じ純度のカー
ボンでつくられたルツボに入れて、１７４０℃で３０分
加熱処理し、シリカガラスを得た。得られたシリカガラ
スを研磨し、試験片４とした。
ラス又はシリカガラス前駆体を、金属含有量が３２０ｐ
ｐｍのカーボンの板の上に載せ、これを同じ純度のカー
ボンでつくられたルツボに入れて、１７４０℃で３０分
加熱処理し、シリカガラスを得た。得られたシリカガラ
スを研磨し、試験片４とした。
【００２０】シリカガラスの光透過率の分析例 実施例１及び２で得られたシリカガラス試験片１及び３
の波長２００〜５００ｎｍにおける光透過率を、比較例
１及び２で得られたシリカガラス試験片２及び４、並び
に従来のシリカガラスの試験片５と比較した。ガラスの
試験片の厚みは２．３５ｍｍで、分光光度計（日立製、
Ｕ−３４００型）を用いて測定した。図１に、これら試
験片の光透過率のパターンを示した。図１の結果から、
比較例のシリカガラス試験片２及び４は波長３００ｎｍ
以下で光透過率が急激に下がりはじめるが、シリカガラ
ス試験片１及び３は波長３００ｎｍ以下においても、従
来のシリカガラスと同様の高い光透過率を維持している
ことがわかる。
の波長２００〜５００ｎｍにおける光透過率を、比較例
１及び２で得られたシリカガラス試験片２及び４、並び
に従来のシリカガラスの試験片５と比較した。ガラスの
試験片の厚みは２．３５ｍｍで、分光光度計（日立製、
Ｕ−３４００型）を用いて測定した。図１に、これら試
験片の光透過率のパターンを示した。図１の結果から、
比較例のシリカガラス試験片２及び４は波長３００ｎｍ
以下で光透過率が急激に下がりはじめるが、シリカガラ
ス試験片１及び３は波長３００ｎｍ以下においても、従
来のシリカガラスと同様の高い光透過率を維持している
ことがわかる。
【００２１】
【発明の効果】本発明により、光学的性質に優れ、空孔
がなく、しかも大形のシリカガラスを安価に製造する方
法を提供できた。
がなく、しかも大形のシリカガラスを安価に製造する方
法を提供できた。
【図１】本発明によるシリカガラス、比較例のシリカガ
ラス及び従来のシリカガラスの光透過率を示すスペクト
ルである。
ラス及び従来のシリカガラスの光透過率を示すスペクト
ルである。
１：本発明のシリカガラス試験片１ ２：比較例１のシリカガラス試験片２ ３：本発明のシリカガラス試験片３ ４：比較例２のシリカガラス試験片４ ５：従来のシリカガラス
Claims (2)
- 【請求項１】シリコンアルコキシドを有機溶媒中、触媒
と共に加水分解してシリカゾルとし、つづいてゲル化
し、乾燥して乾燥ゲルとし、これを１０００〜１４００
℃で加熱してガラス体又はガラス前駆体としたのち、こ
れを金属含有量５０ｐｐｍ以下の高純度カーボンからな
る敷板に載せ、又はこれを金属含有量５０ｐｐｍ以下の
高純度カーボンからなるルツボに入れ、焼成炉中、１７
２０℃以上の温度で焼成することを特徴とするシリカガ
ラスの製造法。 - 【請求項２】有機質ポリマー及び／又は水よりも沸点が
高く、かつ水よりも表面張力の低い有機物の存在下に、
シリコンアルコキシドを有機溶媒中、触媒と共に加水分
解してシリカゾルとし、つづいてゲル化し、乾燥して乾
燥ゲルとし、これを１０００〜１４００℃で加熱してガ
ラス体又はガラス前駆体としたのち、これを金属含有量
５０ｐｐｍ以下の高純度カーボンからなる敷板に載せ、
又はこれを金属含有量５０ｐｐｍ以下の高純度カーボン
からなるルツボに入れ、焼成炉中、１７２０℃以上の温
度で焼成することを特徴とするシリカガラスの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3221973A JP2621702B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | シリカガラスの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3221973A JP2621702B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | シリカガラスの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0558651A JPH0558651A (ja) | 1993-03-09 |
| JP2621702B2 true JP2621702B2 (ja) | 1997-06-18 |
Family
ID=16775071
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3221973A Expired - Lifetime JP2621702B2 (ja) | 1991-09-03 | 1991-09-03 | シリカガラスの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2621702B2 (ja) |
-
1991
- 1991-09-03 JP JP3221973A patent/JP2621702B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0558651A (ja) | 1993-03-09 |
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