JPH02243526A - 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１ 本発明は、集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、ＩＣ用フォトマスク基板や、プ
リズム、分光機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高均質ガラスのゾル−ゲ
ル法による製造方法に関する。

〔従来の技術１ 従来のゾル−ゲル法によるガラスの製造においては、ウ
ェットゲルを乾燥し得られた乾燥ゲルを電気炉に投入し
加熱することにより致密化からガラス化までを連続的に
行ない、特に致密化前の多孔性ゲルの状態においては処
理を施していなかった。

〔発明が解決しようとする課題１ しかし、前述の従来技術では、ゲル化後、つ工ットゲル
が水およびアルコールを放出して収縮する際、目的ガラ
スの有効成分である金属アルコキシドのモノマー、およ
び重合度の低いオルゴマ−も、該ウェットゲルから離脱
してしまうため、ウェットゲルの外周部と内部との間に
濃度分布が生じる。これは、該ウェットゲルの乾燥およ
び焼結によっても緩和されることはない、この結果、最
終ガラスにおいて外周部と内部との間に密度分布が生じ
る。同じ組成のガラスの場合、その屈折率は、密度依存
性が高い、従って得られたガラス内に屈折率分布が生じ
、高均質ガラスの作製が極めて困難であるという問題点
を有する。

そこで、本発明の目的は、焼結工程において、多孔性ゲ
ルを処理することにより得られたガラスにおける密度分
布を緩和し、高均質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製し、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、焼結などの熱処
理によりガラス化する製造方法において、焼結の際、致
密化前の多孔性ゲルに対して、少なくとも以下の処理の
いずれかを施した後、牧畜化さらにガラス化させること
を特徴とする。

ａ）多孔性ゲルを金属アルコキシド溶液中に浸漬する。

ｂ）多孔性ゲルを金属アルコキシドの加水分解溶液中に
浸漬する。

Ｃ）多孔性ゲルを金属酸化物微粒子分散液中に浸漬する
。

（作　用１ 本発明は、焼結途中の多孔性ゲルを目的ガラス成分を含
有する液中に浸漬し、該多孔性ゲルの細孔中に有効成分
を拡散させることにより、ウェットゲルの収縮の際に離
脱した金属アルコキシドおよび重合度の低いオリゴマー
の欠乏を補うものであり、この後、牧畜化、さらにガラ
ス化すると、はとんど密度分布のない高均質なガラスが
得られる。

［実　施　例１ 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１ニア、６：４：０．０４の割合にな
るように混合し約３時間撹拌した後、室温にて静置し、
粒子を成長、熟成させた。この後、減圧ａ縮することに
より、分離性の良好なシリカ微粒子分散液を調製した。

次に、前記エチルシリケートの残量のエチルシリケート
を用い、重量比で１：１になるように０．０２規定の塩
酸を加え、氷冷しながら約２時間撹拌することにより加
水分解溶液を調製した。

ここで、前記シリカ微粒子分散液のｐＨ値を、２規定の
塩酸を添加し４．５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
に撹拌した。その後、該液状ゾルに０２規定のアンモニ
ア水を添加し、ｐＨ値を５０に調整し、直径２０ｃｍの
円筒状の型容器に６ｃｍの高さまで該液状ゾルを注入し
た。この容器にフタをして密閉状態にてゲル化させウェ
ットゲルを作製した。３０℃にて３日間、静置した後、
該ウェットゲルを乾燥容器に移し入れ、７０℃に保持し
た恒温乾燥機にて加熱乾燥したところ、はぼ１０日間で
乾燥が終了し、直径１．４ｃｍ、高さ４．２ｃｍの円柱
状、白色ゲルが得られた。

このようにして得られたゲル体を、酸素／窒素雰囲気中
で、９００°Ｃまで加熱し、縮合反応の促進脱水、脱有
機残基などの各種処理を行なった後、−旦、電気炉から
取り出し、それぞれのゲルに対して、次の処理を施した
。

１処理せず。

２エチルシリケート中に浸漬した。

３エチルシリケート／エタノール溶液中に浸漬した。

４エチルシリケートを塩酸で加水分解した溶液中に浸漬
した。

５平均粒子径２０人のシリカ微粒子分散液中に浸漬した
。

以上のような処理を行なった後、ゲルを乾燥し再び電気
炉に投入し、減圧下で１３５０℃まで加熱しガラス化さ
せ、更に窒素雰囲気中で１７５０℃まで昇温し、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
であり、いずれも直径１０ｃｍ、高さ３０ｍはどの大き
さであった。

前記１〜５の処理を行なった各ガラスの密度分布、均質
性（Δｎ）を表に示す。

表　各ガラスの密度分布および均質性 〔発明の効果１ 以上のように本発明の方法によれば、光学的均質性に優
れたガラスの作製が容易である。従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
質を要求されるＩＣ用フォトマスク基板、光フアイバー
用母材、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、原料として他の金属アルコキシドおよび金属酸化
物微粒子を用いたり、２種類以上の金属アルコキシドお
よび金属酸化物を用いた場合も同様であり、高均質な多
種のガラスおよび既存組成ではないガラスの製造も容易
である。

以上 得られた各ガラスの緒特性は、ビッカース硬度、熱膨張
係数、赤外および近赤外吸収スペクトルなど、はぼ市販
の石英ガラスと一致していた。

出願人　セイコーエプソン株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 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製し、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
   などの熱処理によりガラス化するゾル−ゲル法によるガ
   ラスの製造方法において、焼結の際、致密化前の多孔性
   ゲルに対して、少なくとも以下の処理のいずれかを施し
   た後、致密化さらにガラス化させることを特徴とするガ
   ラスの製造方法。 ａ）多孔性ゲルを金属アルコキシド溶液中に浸漬する。 ｂ）多孔性ゲルを金属アルコキシドの加水分解溶液中に
   浸漬する。 ｃ）多孔性ゲルを金属酸化物微粒子分散液中に浸漬する
   。