JPH01138142A - 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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- JPH01138142A JPH01138142A JP29445887A JP29445887A JPH01138142A JP H01138142 A JPH01138142 A JP H01138142A JP 29445887 A JP29445887 A JP 29445887A JP 29445887 A JP29445887 A JP 29445887A JP H01138142 A JPH01138142 A JP H01138142A
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
- C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
- C03C1/006—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels to produce glass through wet route
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
(産業上の利用分野)
本発明は光学用7半導体工業用、電子工業用、理化学用
等に使用されるシリカガラスを製造する。
等に使用されるシリカガラスを製造する。
(従来の技術)
シリカガラスは耐熱性、耐食性および光学的性質に優れ
ていることから1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、TPT基板などに使用され、その用途はますます
拡大されている。
ていることから1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、TPT基板などに使用され、その用途はますます
拡大されている。
従来のシリカガラスの製造法には、天然石英を電気炉ま
た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必要と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
必要であり、また高純度のものが得にくいなど経済的1
品質的にい(つかの問題点をもっている。
た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必要と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
必要であり、また高純度のものが得にくいなど経済的1
品質的にい(つかの問題点をもっている。
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。
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。
一般弐Si (OR)4 (R:アルキル基)で表わ
されるシリコンアルキシド(本発明に於いては、その重
縮合物を含む)1例えば(RO)zS i ・(O3i
(OR)zl−・O3i(OR)s、 (n=0〜
8.R:アルキル基)に水(アルカリまたは酸でpHを
調整してもよい)を加え、加水分解し、シリカヒドロシ
ル(本発明に於いてはシリカゾルという)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様、一
般には溶媒として適当なアルコールが添加されている。
されるシリコンアルキシド(本発明に於いては、その重
縮合物を含む)1例えば(RO)zS i ・(O3i
(OR)zl−・O3i(OR)s、 (n=0〜
8.R:アルキル基)に水(アルカリまたは酸でpHを
調整してもよい)を加え、加水分解し、シリカヒドロシ
ル(本発明に於いてはシリカゾルという)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様、一
般には溶媒として適当なアルコールが添加されている。
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。その後ゲルを蒸発乾燥することにより
シリカ乾燥ゲルとする。この乾燥ゲルを適当な雰囲気中
で焼結することによりシリカガラスを得る。
てゲル化させる。その後ゲルを蒸発乾燥することにより
シリカ乾燥ゲルとする。この乾燥ゲルを適当な雰囲気中
で焼結することによりシリカガラスを得る。
(発明が解決しようとする問題点)
しかし、ゾル−ゲル法によるシリカガラスの製造にはま
だ未解決の問題が残されている。
だ未解決の問題が残されている。
特にゲルを乾燥していく過程でゲルにクランクや割れが
発生し易く、クランクや割れのないモノリシックな大形
の乾燥ゲルを歩留り良く製造することが困難となること
である。
発生し易く、クランクや割れのないモノリシックな大形
の乾燥ゲルを歩留り良く製造することが困難となること
である。
本発明はクラ7りや割れの発生することのないシリカガ
ラスの製造法を提供するものである。
ラスの製造法を提供するものである。
(問題点を解決するための手段)
本発明は、ゾル−ゲル法によるシリカガラスの製造法に
於て、ゾル調整時に、ポリビニルブチラールを添加する
ことを特徴とするものである。
於て、ゾル調整時に、ポリビニルブチラールを添加する
ことを特徴とするものである。
本発明において、シリコンアルコキシドのアルキル基に
ついて、特に制限はないが、加水分解のし易さ、ゲル化
時間の点から、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基を有するシリコンアルコキシドを使用することが好
ましい。シリコンアルコキシドに水又は水とアルコール
の混合溶液を加えて加水分解してシリカゾルを生成させ
る際、アルコール。
ついて、特に制限はないが、加水分解のし易さ、ゲル化
時間の点から、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基を有するシリコンアルコキシドを使用することが好
ましい。シリコンアルコキシドに水又は水とアルコール
の混合溶液を加えて加水分解してシリカゾルを生成させ
る際、アルコール。
又は水とアルコールの混合溶液にあらかじめポリビニル
ブチラールを添加、均一に溶解させておく。
ブチラールを添加、均一に溶解させておく。
ポリビニルブチラールとしては、水と相溶性のある有機
溶媒に溶解するものが望ましい。
溶媒に溶解するものが望ましい。
添加するポリビニルブチラールの分子量は。
ポリビニルブチラールをアルコール、又は水とアルコー
ルの混合溶液にあらかじめ添加。
ルの混合溶液にあらかじめ添加。
均一に溶解させておく点等を考慮して選定される。
添加するポリビニルブチラールの量は用いるシリコンア
ルコキシドの種類等、及び加水分解速度によって適宜調
整する。
ルコキシドの種類等、及び加水分解速度によって適宜調
整する。
水と共に加える触媒は、塩基、酸等特に制限しないが、
ゲル化時間、また得られる乾燥ゲルの焼結のし易すさの
点から塩基の方が好ましい結果が得られる。水と共に加
えるアルコールについては特に制限しないが、水、アル
コキシドの両者に対する溶解性の点より。
ゲル化時間、また得られる乾燥ゲルの焼結のし易すさの
点から塩基の方が好ましい結果が得られる。水と共に加
えるアルコールについては特に制限しないが、水、アル
コキシドの両者に対する溶解性の点より。
メチルアルコール、エチルアルコール、1−プロピルア
ルコール、2−プロピルアルコール等のアルコール類を
使用するのが好ましい。
ルコール、2−プロピルアルコール等のアルコール類を
使用するのが好ましい。
シリカガラスは、上記のようにして調整したシリカゾル
をシャーレ等の容器に移し、室温〜70℃に保って、ゲ
ル化し9次いで室温以上の温度で数週間乾燥して、乾燥
ゲルとし。
をシャーレ等の容器に移し、室温〜70℃に保って、ゲ
ル化し9次いで室温以上の温度で数週間乾燥して、乾燥
ゲルとし。
更に公知の方法9例えば、空気中で1000〜1400
℃に昇温しで焼結することにより得られる。
℃に昇温しで焼結することにより得られる。
(作用)
ポリビニルブチラールの添加効果の原因については、詳
細は不明であるが、ゾル中でのシリカ微粒子の生成の制
御、ゲル中でのこれらのシリカ微粒子間の結合、乾燥過
程でゲル中に発生する応力の緩和等に寄与し、ゲルの大
形化が可能となったものと考えられる。
細は不明であるが、ゾル中でのシリカ微粒子の生成の制
御、ゲル中でのこれらのシリカ微粒子間の結合、乾燥過
程でゲル中に発生する応力の緩和等に寄与し、ゲルの大
形化が可能となったものと考えられる。
実施例 1
3モルのメチルアルコールにポリビニルブチラールを7
.6g充分に溶解させた後、3モルの水とo、 o o
o sモルのコリンを混合た。
.6g充分に溶解させた後、3モルの水とo、 o o
o sモルのコリンを混合た。
得られた溶液を1モルのシリコンメトキシド(St (
OClli) 4)にゆっくりと加え、さらに充分混合
しシリカゾルを得た。これを直径1501Imのテフロ
ンでコーティングしたガラス製シャーレに入れ、アルミ
箔で密封し、室温でゲル化した。その後、蓋に孔を開け
、50℃の恒温槽中で2週間乾燥し、その後120℃の
恒温槽に移して1日乾燥して、直径約120mmの乾燥
ゲルを得た。こうして得られた乾燥ゲルのかさ密度は約
0.6g/−であり、クランクや割れは全くなかった。
OClli) 4)にゆっくりと加え、さらに充分混合
しシリカゾルを得た。これを直径1501Imのテフロ
ンでコーティングしたガラス製シャーレに入れ、アルミ
箔で密封し、室温でゲル化した。その後、蓋に孔を開け
、50℃の恒温槽中で2週間乾燥し、その後120℃の
恒温槽に移して1日乾燥して、直径約120mmの乾燥
ゲルを得た。こうして得られた乾燥ゲルのかさ密度は約
0.6g/−であり、クランクや割れは全くなかった。
得られたゲルを空気中1200℃まで加熱焼結したとこ
ろ直径約80m+*、厚さ5m−のクラックや割れのな
い透明なシリカガラスが得られた。このシリカガラスは
分析の結果、そのシリカガラスと一致した。
ろ直径約80m+*、厚さ5m−のクラックや割れのな
い透明なシリカガラスが得られた。このシリカガラスは
分析の結果、そのシリカガラスと一致した。
実施例 2
ポリビニルブチラール3.0gを3モルのメチルアルコ
ールに充分に溶解させた後、3モルの水、0.0005
モルのコリンとを混合した。以下実施例1と同様の操作
を行って乾燥ゲルを得た。得られた乾燥ゲルにはクラン
クや割れは全くなかった。
ールに充分に溶解させた後、3モルの水、0.0005
モルのコリンとを混合した。以下実施例1と同様の操作
を行って乾燥ゲルを得た。得られた乾燥ゲルにはクラン
クや割れは全くなかった。
実施例 3
ポリビニルブチラール15.2 gを3モルのメチルア
ルコールに充分に溶解させた後、3モルの水、0.00
05モルのコリンとを混合した。以下実施例1と同様の
操作を行って乾燥ゲルを得た。得られた乾燥ゲルにはク
ランクや割れは全くなかった。
ルコールに充分に溶解させた後、3モルの水、0.00
05モルのコリンとを混合した。以下実施例1と同様の
操作を行って乾燥ゲルを得た。得られた乾燥ゲルにはク
ランクや割れは全くなかった。
(発明の効果)
本発明によれば、クラックや割れのない大形のシリカガ
ラスをゾルゲール法により容易に製造可能となる。その
大きさは基本的には制約がなく、形状も板状、棒状、管
状等のいずれでも製造できる。
ラスをゾルゲール法により容易に製造可能となる。その
大きさは基本的には制約がなく、形状も板状、棒状、管
状等のいずれでも製造できる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、シリコンアルコキシドを加水分解して シリカゾルとし、これをゲル化し、乾燥して乾燥ゲルと
し、次いで焼結するシリカガラスの製造法に於て、シリ
コンアルキシドを加水分解してシリカゾルとする段階で
、ポリビニルブチラールを添加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 |
---|---|---|---|
JP29445887A JPH01138142A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | シリカガラスの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP29445887A JPH01138142A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | シリカガラスの製造法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH01138142A true JPH01138142A (ja) | 1989-05-31 |
Family
ID=17808043
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP29445887A Pending JPH01138142A (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | シリカガラスの製造法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH01138142A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6812882B2 (en) | 2001-03-19 | 2004-11-02 | Fujitsu Ten Limited | Stationary on-road object detection method for use with radar |
-
1987
- 1987-11-20 JP JP29445887A patent/JPH01138142A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US6812882B2 (en) | 2001-03-19 | 2004-11-02 | Fujitsu Ten Limited | Stationary on-road object detection method for use with radar |
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