JPH0264033A - 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、集積回路用投影露光装置のレンズ、液晶デイ
スプレー用ＴＰＴ基板や、プリズム、ビームスプリッタ
−１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 従来の金属アルコキシドおよび金属酸化物の微粒子と主
原料とするゾル−ゲル法によるガラスの製造においては
、目的ガラス成分組成の液状ゾルを所望形状の密閉容器
中にてゲル化させた後、得られたウェットゲル、乾燥ゲ
ル等を、特に加工することはなかった。

（発明が解決しようとする課題） しかし、前述の従来技術では、原料として用いる金属酸
化物の微粒子を大型化した場合、所望形状の高さが大き
くなった場合など、微粒子がゲル化までに自然沈降し、
高さ方向に、密度分布を生じる。このため、ゲル化後、
ウェットゲルの状態および乾燥、特に焼結において、該
ゲルの上部と下部で収縮量に差が生じ、クラックや割れ
が発生し易くなる。ところが、高品質なガラスを作製す
る場合、特にガラス内部のＯＨ基濃度と低濃度化するの
に、金属酸化物の微粒子の大型化は極めて有効であるこ
とが判明している。

したがって従来の方法では、高品質な大型ガラスの作製
が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、高品質な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〕

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
処理をする製造方法において、ウェットゲルまたはウェ
ットゲルを乾燥して得られる乾燥ゲルを加工することを
特徴とする。

〔作　用〕

本発明は、ゲル化後のウェットゲルまたは乾燥ゲルの状
態にて、ゲル化までに生じた金属酸化物の微粒子の自然
沈降による微粒子濃度の極めて高い部分を除去する。し
たがって、乾燥、焼結などの熱処理の際、収縮量の部分
差がなくなり、クラック、割れの発生を抑制できる。ま
たより大きな金属酸化物の微粒子が使用可能となるため
、高品質なガラスの作製が容易になるものである。

〔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、、　ｉｔ！圧濃縮
することにより、分散性の良好なシリカ微粒子分散液を
調製した、なお、遠心沈降法で粒度分布を測定したとこ
ろ、平均粒子径は、０．５４μｍであった。

次に、先のエチルシリケートのｌ／４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、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に調製した後、エチルシリケートの
加水分解溶液と混合し、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０．２規定のアンモ
ニア水を滴下し、ｐＨ値を５，０に調製し、直径３０ｃ
ｍの円筒状の型にｆｏｃｍの高さまで該液状ゾルを注入
した、更にツク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。ここで得られたウェットゲルに対して
、次の３方法の処理を行なった。

方法用 得られたウェットゲルの、粒子が沈降した部分を除去し
た後、ポリプロピレン製の乾燥容器に移し入れ、約７０
℃に保持した恒温乾燥機番ごて乾燥した。

方法・２ 得られたウェットゲルに対して、特に加工せずに、方法
ｌと同様の乾燥をし、得られた白色の乾燥ゲルの粒子が
沈降した下部を除去した。

方法・３ ウェットゲルおよび乾燥ゲルに対して、特に処理を加え
なかった。

以上の３方法により得られたゲル体を、酸素／窒素、雰
囲気中で９００℃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。ここで、方法３
により得られたゲル体は、割れてしまった。この後、方
法ｌおよび２により得られたゲル体に対して、減圧下で
１３５０℃まで加熱し、ガラス化させた、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。

以上のようにして、得られたガラス体は透明度の高い無
色の円柱であり、直径１４．８ｃｍ高さ４．９ｃｍ重量
１８５５ｇであった。

また、得られたガラスの諸物性は、ピッ゛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１石英ガラスと一致していた。

〔発明の効果Ｊ 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、特に高品質を要求される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、ゾル調製工程において、Ｂ、Ｔｉ、Ｇｅ、Ｎａ、
Ｃａ、Ｌｉ、Ａ１．Ｔｅ、Ｚｒ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｃｒなど
種々の元素の添加することが可能であるため、多ｆト多
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、ウェットゲルまたはウェット
   ゲルを乾燥して得られる乾燥ゲルを加工することを特徴
   とする塊状ガラスの製造方法。