JPH02129038A - 塊状ガラスの製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野］ 本発明は、＠積回路用投影露光装置のレンズ、液晶デイ
スプレィ用ＴＰＴ基板や２プリズム、ビームスプリッタ
−１分光槻等の光学部品に応用可能な石英ガラスおよび
光学的特性に優れた種々のガラスのゾル−ゲル法による
製造方法に関する。

〔従来の技術］ 従来の金属アルコキシドおよび金属酸化物の微粒子を主
原料とするゾル−ゲル法によるガラスの製造においては
１作製したウェットゲルに対して特に処理を施さないか
、あるいは、ｌ”ｌｔｏにて表面を洗浄する。［−１，
０中に浸漬するなどの処理をした後、熱処理していた。

（発明が解決しようとする課Ｉｌｌ しかし、前述の従来技術においては、ゲル内部の細孔構
造がほぼ一様であり、熱処理の際に分解する有機残基お
よび中和生成物のゲル体からの脱離が表面付近はど速く
収縮を伴なうため内部に残存する有機残基および中和生
成物の脱離が困難となり、これが原因で熱処理の際、ゲ
ル体・こクラック、割れが生じた。これは、板状や小型
の場合は特に間頭とならないが、塊状の大型ガラスを作
製する場合には顕著に現われる。

そこで本発明の目的は、ウェットゲルを高沸点溶媒中に
浸漬させることにより、乾燥速度を表面付近はど遅＜シ
、乾燥ゲルの表面から中央部に向かって細孔を小さくす
ることで、ゲル内部の有機残基および中和生成物の分解
速度と、ゲルの収縮との調和をとることにより、熱処理
の際に生じたクラック、割れの発生を防ぎ、塊状の大型
ガラスを容易に作製する方法を提供するところにある。

〔課題を解決するための手段１ 本発明のゾル−ゲル法による塊状ガラスの製造方法は、
金属アルコキシドおよび金属酸化物の微粒子を主原料と
して、目的ガラス成分組成の液状ゾルを調整し、該液状
ゾルを所望形状の密閉容器中にて、ゲル化させ、ウェッ
トゲルを作製した後、該ウェットゲルに、乾燥、焼結な
どの熱処理をする製造方法において、ゲル化させ作製し
たウェットゲルを高沸点溶媒中に浸漬させた後、熱処理
を加えることを特徴とする。

【作　用〕

本発明は、ウェットゲルと高沸点溶媒中に浸漬させるこ
とにより、ウェットゲル内部のＨ２Ｏやエタノールと高
沸点溶媒の置換を行なう、この際表面付近はどその置換
率が高くなり、内部に向かって徐々に低くなる。この結
果、乾燥速度はゲル表面から内部に向かって速くなり、
乾燥ゲルは、外部表面はど多孔性となる。したがって、
乾燥ゲルの表面付近の有機残基および中和生成物の分解
に伴なう収縮量は減少し、ゲル内部からの分解速度との
調和を維持できる。このため、従来法で熱処理の際に生
じたクラック、割れを防ぐことが可能となるものである
。

［実　施　例］ エチルシリケート、エタノール、水、アンモニア水（２
９％）をモル比でｌニア、６：４：０．０８の割合にな
るように混合し約２時間撹拌した後、室温にて静置し、
粒子と成長、熟成させた。この後、減圧ＩＡ縮すること
により、分散性の良好なシリカ微粒子分散液を調整した
。

次に先のエチルシリケートの％量のエチルシリケートな
用い１重量比でｌ：ｌになるように０．０２規定の塩酸
を加え、水冷しながら約２時間撹拌することにより、加
水分解溶液を調整した。

ここで前記シリカの微粒子分散液のｐＨ値を２規定の塩
酸を添加し４．５程度に調整した後、エチルシリケート
の加水分解溶液を混合し、均質な液状ゾルになるまで十
分に攪拌した。その後、該液状ゾルに０．２規定のアン
モニア水を添加し。

ｐＨ値を５．０に調整し、直径３０ｃｍの円筒状の型に
１０ｃｍの高さまで該液状ゾルを注入した。更にフタを
して密閉状態にし、室温で３日間静置し、ウェットゲル
を作製した。

ここで得られたウェットゲルをそれぞれ、エチレングリ
コール、ジエチレンゲルコール、ポリエチレングリコー
ル、ホルムアミドの各８１溶媒中に浸漬した。この状態
で５日間静置した後、各ウェットゲルを取り出し、乾燥
容器に移し替え。

７０℃に保持した恒温槽にて乾燥し、はぼ２０日間はど
で乾燥が終了し、白色乾燥ゲルを得た。ここで、これら
のゲルの大きさは、高沸点溶媒中に浸漬した方が大きく
、いずれも１通常に比べ大型であった。このようにして
得られた白色の乾燥ゲルを、酸素／窒素、雰囲気中で一
旦８００℃まで加熱し、縮合反応の促進、脱水、脱有機
残基なと各種処理を行なった。この処理中、通常の方法
で得た乾燥ゲルにはクラックが生じたが、他の乾燥ゲル
には生じず完全な形状を維持していた。更に、減圧下で
、ｌ、３５０℃まで加熱し、ガラス化させ、窒素雰囲気
中で１，７５０℃まで昇４し、３０分間保持した後、徐
冷した。こうして得られたガラス体は透明性の高い無色
の円柱で、直径１５ｃｍＸ高さ５ｃｏ＋、重ｆｆ１ｌ、
９４０ｇ程度であり、ウェットゲルを処理した溶媒によ
る差はほとんどなかった。

また、得られたガラスの諸物性は、ビッカース硬度、比
重、熱膨張係数、赤外および近赤外吸収スペクトル、屈
折率など、石英ガラスを一致していた。

（発明の効果１ 以上のように１本発明の方法によれば、光学的均質性に
優れた大型塊状ガラスの作製が容易である。

したがって、これまで石英ガラスを使用していた分野で
は、もちろんのこと、特に高品質が要求されるＩＣ用フ
ォトマスク基板、光フアイバー母材特殊光学用途など種
々の分野に応用が広がるものと考える。

また、ゾル調整工程において、Ｂ、Ｔｉ。

Ｇｅ、Ｎａ、Ｃａ、Ｌｉ、’ＡＪ２．Ｔｅ、Ｚｒ。

Ｃｅ、Ｎｄ、Ｃｒなど、種々の元素の添加が可能である
ことより、多種の多成分系ガラスおよび既存組成にはな
いガラスの製造も容易であり特に、溶液状態で混合する
ため均質なガラスの作製が可能である。

以上 出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）金属アルコキシドおよび金属酸化物の微粒子を主原
   料として、目的ガラス成分組成の液状ゾルを調整し、該
   液状ゾルを所望形状の密閉容器中にてゲル化させ、ウェ
   ットゲルを作製した後、該ウェットゲルを、乾燥、焼結
   等の熱処理によりガラス化するゾル−ゲル法による製造
   方法においてゲル化させ作製したウェットゲルを高沸点
   溶媒中に浸漬させた後、熱処理を加えることを特徴とす
   る塊状ガラスの製造方法。