JPH0420853B2 - - Google Patents

Info

Publication number
JPH0420853B2
JPH0420853B2 JP58198268A JP19826883A JPH0420853B2 JP H0420853 B2 JPH0420853 B2 JP H0420853B2 JP 58198268 A JP58198268 A JP 58198268A JP 19826883 A JP19826883 A JP 19826883A JP H0420853 B2 JPH0420853 B2 JP H0420853B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
silica
synthetic quartz
gas
chlorine
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Lifetime
Application number
JP58198268A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPS6090836A (en
Inventor
Haruo Okamoto
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Original Assignee
Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Shin Etsu Chemical Co Ltd filed Critical Shin Etsu Chemical Co Ltd
Priority to JP19826883A priority Critical patent/JPS6090836A/en
Publication of JPS6090836A publication Critical patent/JPS6090836A/en
Publication of JPH0420853B2 publication Critical patent/JPH0420853B2/ja
Granted legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B37/00Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
    • C03B37/01Manufacture of glass fibres or filaments
    • C03B37/012Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
    • C03B37/014Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
    • C03B37/01413Reactant delivery systems
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2207/00Glass deposition burners
    • C03B2207/30For glass precursor of non-standard type, e.g. solid SiH3F
    • C03B2207/32Non-halide
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B2207/00Glass deposition burners
    • C03B2207/80Feeding the burner or the burner-heated deposition site
    • C03B2207/85Feeding the burner or the burner-heated deposition site with vapour generated from liquid glass precursors, e.g. directly by heating the liquid
    • C03B2207/86Feeding the burner or the burner-heated deposition site with vapour generated from liquid glass precursors, e.g. directly by heating the liquid by bubbling a gas through the liquid

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は合成石英、特には元素状もしくは化合
物状の塩素を含有しない合成石英の安価な製造方
法に関するものである。 合成石英の製造方法については、四塩化けい素
をガス状とし、これを酸水素炎中で加水分解し、
こゝに発生するシリカ(SiO2)を火炎と共に耐
熱性基体上に吹きつけ、これを火炎のもつ顕熱に
よつて溶融し、成長させていくという方法(米国
特許第2272342号明細書参照)、またこのシリカを
溶融しないでこれを多孔質の塊状体として成長さ
せ、ついでこれを電気炉で1400〜1700℃に加熱し
て溶融しガラス化する方法(米国特許第3806570
号明細書参照)が公知とされているが、この前者
の方法で得られる合成石英には元素状または化合
物状の塩素10〜200ppm、OH基が700〜1200ppm
も含まれており、後者の方法で得られるものも
OH基含有量は100ppm程度以下になるが、塩素
の量は10〜100ppmとかなり高いものになる。ま
た、この合成石英の製法については四塩化けい素
の分解反応を高周波プラズマでの加熱による方法
も知られており、これによればOH基含有量を
10ppm以下にまで低くすることができるけれど
も、この場合でも塩素量は減少せず、これは依然
として10〜500ppmと可成り高いものになる。 しかし、このように塩素を多量に含有する合成
石英はその含有率によつてその程度は異なるけれ
ども黄色に着色しているため、光通信用、光学用
としての特性が損なわれるという不利があり、こ
れはまた塩素を含有しないものにくらべて耐薬品
性も劣るという欠点がある。 本発明はこのような不利を解決した、実質的に
塩素を含まない合成石英の製造方法に関するもの
で、これは一般式RnSi(OR′)4-o(こゝにRは水
素原子またはメチル基、エチル基、R′はメチル
基またはエチル基、nは1〜4の正数)で示され
るエステルシランまたはこれと水素ガスもしくは
塩素を含まない気化された可燃性物質との混合物
ガスを燃焼させ、これによつて発生するシリカを
基体上に堆積させたのち、こゝに得られた多孔質
シリカ焼結体を真空下または水を含まない不活性
ガス雰囲気下で加熱溶解することを特徴とするも
のである。 これを説明すると、本発明者らは特に塩素を含
有しない合成石英の製造方法について種々検討し
た結果、これには始発原料としてその分子中に塩
素原子を含有していないシランガスを使用すれば
よいということに注目し、これについて研究を行
つたところ、式SiH4で示されるシランも使用し
得るけれどもこれは沸点が−111.2℃と極めて低
く、空気中で爆発、燃焼するという危険な物質
で、しかも高価である。またテトラアルコキシシ
ランは毒性があり、融点も高く冬場には氷結する
ために扱い難く、加えてアルキル基を有しないた
めに燃焼熱が低く、水素原単位が高くなり、単価
も高いために不経済であるという問題点がある。
しかし、上記した一般式で示されるエステルシラ
ンは塩素を全く含んでおらず、沸点も概ね100℃
以上で燃焼速度も小さく、毒性も少ないし、取扱
いも容易であり、アルキル基を有しているために
水素原単位が低く経済的で、しかもこれが工業的
に安価に供給されるものであるということから、
これについての実験を重ね、これを使用すれば容
易にしかも確実に塩素を含まない合成石英を製造
することができることを確認して本発明を完成さ
せた。 本発明の方法において始発材料とされるエステ
ルシランは前記したように一般式RnSi(OR′)4-o
(n=1〜4)で示されるものであり、これには
メチルトリメトキシシランジメチルジメトキシシ
ラン、トリメチルメトキシシラン、メチルトリエ
トキシシラン、などが例示されるが、これは安価
であり、扱いやすいということから工業的にはメ
チルトリメトキシシランとすることがよい。この
エステルシランはメチルクロライドと金属けい素
との直接反応による、シリコーンゴム、シリコー
ンワニス、シリコーン油の主原料とされるジメチ
ルジクロロシラン合成時の副生物であるメチルト
リクロロシランをメタノール、エタノールなどの
アルコールと反応させるか、あるいはこのジメチ
ルジクロロシランの製造工程から出る一般式
(CH3oSinClxOyで示されるポリメチルポリクロ
ロポリシラン、ポリメチルポリクロロポリシロキ
サンを熱分解して得られるモノメチルトリクロロ
シラン、ジメチルジクロロシラン、トリメチルク
ロロシラン、モノメチルジクロロシランなどの混
合物をアルコールと反応させることによつて容易
に得ることができるので、これは工業的に安価に
供給することができるし、これはまたその原料と
されるクロロシランの精留またはエステルシラン
の精留によつて容易に不純物を含まない精製物と
して取得することができるので、これによれば純
度の高い合成石英が得られるという有利性を与え
る。 本発明の方法はまずこのエステルシランを燃焼
させてシリカを発生させ、これを基体上に堆積さ
せて多孔質シリカ焼結体とするのであるが、これ
にはこのエステルシランを適宜のキヤリヤーガ
ス、例えばアルゴンガスなどに搬送させ、空気中
で燃焼させればよい。この燃焼はエステルシラン
がその分子中に燃料となるメチル基、エチル基、
アルコキシ基をもつていること、またこれにはエ
ステルシランに予じめ酸素を混合することができ
ることから、きわめて高い燃焼効率を示すし、こ
れは完全燃焼とすることができるので、これによ
れば適度に焼結された微細なシリカからなる多孔
質シリカ焼結体を得るための充分な高温を得るこ
とができ、このエステルシラン中に塩素が含まれ
ていないことから、全く塩素分を含まないシリカ
焼結体を容易に得ることができる。 このようにして得られた多孔質シリカ焼結体は
このシリカ生成のためのエステルシランの濃度、
供給速度、反応温度の反応条件によつてそのかさ
密度が相違するが、これはそれが0.05g/cm3以下
ではきわめてくずれ易く、かつこれを溶融してガ
ラス化するときの収縮率が大きいためにガラス化
後の形状が不規則なものになるという不利があ
り、逆にこれを1.0g/cm3を越えるようなものと
するためにはこの焼結体の形成温度をかなり高く
する必要があり、そのためにこれが部分的にガラ
ス化され、これが溶融時に気泡となるという欠点
が生じるので、これは0.05〜1.0g/cm3の範囲の
ものとすることがよく、このためには始発材料と
してのエステルシランに補助燃料としての水素ガ
スを添加するか、または気化された可燃性物質例
えばメタン、エタン、プロパンなどの塩素を含有
しない揮発性炭化水素を添加することがよい。 なお、このエステルシランの燃焼によつて生成
されるシリカは耐熱性基体上に成長させるのであ
るが、この基体としてはそれが耐熱性のものであ
ればよいけれども、これを同一の方法で製造した
石英棒とすれば後述する溶融によつて中実のガラ
ス体を製造することができるという有利性が与え
られる。しかし、この石英棒はこれをGe、P、
B、F、Ti、Alなどでドープしたものとしても
よく、これによればこの基体部分とこの上にすゝ
付けされた部分とを屈折率の異なるガラス体とす
ることができる。また、この基板はこれを炭素ま
たは黒鉛製の棒状体としてもよく、これによれば
爾後における溶融、冷却後にこれを抜き取ること
によつて中空状のガラス体を得ることができる。 つぎに本発明の方法による多孔質シリカ焼結体
の製法を図面にもとづいて説明すると、第1図は
その系統図を示したもので、第2図はその別の態
様を示す要部縦断面図、第3図は本発明方法の実
施に使用されるバーナーを図示したもので、この
aは上面図、bはその部分縦断面図を示したもの
である。本発明方法における多孔質シリカ焼結体
の製法の実施は、まず第1図に示したように、原
料タンク1に貯えられたエステルシランが定量ポ
ンプ2で蒸発器3に送られる。この蒸発器におけ
るエステルシランの気化はこれを高温で行なうと
エステルシランが分解重合するので、こゝにはア
ルゴン、窒素のような不活性ガスをパイプ4から
吹き込んで、エステルシランを低い温度で気化さ
せるようにする。この不活性ガスに搬流されるエ
ステルシランはこれを完全燃焼させるため、さら
には補助燃料としての水素ガスや可燃性物質の使
用量を減少もしくは全く不用とするために、必要
に応じパイプ5からの酸素ガスが混入されるが、
この酸素量は必ずしも原料の完全燃焼に必要な化
学理論量でなくてもよくその残量はバーナー6に
供給するようにしてもよい。このバーナー6には
さらに必要に応じパイプ7から酸素ガスまたは不
活性ガス、パイプ8から酸素ガス、パイプ9から
水素ガスまたは可燃性ガスが供給されるが、この
バーナーの構造は第3図に示したように同心多重
環構造としこの中心からエステルシランを含む原
料ガスを供給し、その周囲に酸素ガスまたは不活
性ガス、酸素ガス、水素ガスまたは可燃性ガスを
供給するようにすればよい。このバーナー6から
供給されるエステルシランはその周囲からのガス
との共存下で完全燃焼し、反応炉内でシリカを発
生するが、このシリカは炉内に回転と同時に一定
速度で引上げられるようにされた耐熱性基体10
に衝突しこゝに多孔質焼結体11を形成する。第
2図はこの別の態様を示したものでこの場合には
回転する耐熱性基体10′がバーナー6′と相対的
に水平方向に往復運動をくり返すようにしたもの
であり、これによれば基体10′の長さ方向に沿
つて多孔質シリカ焼結体を筒状に形成させること
ができる。 本発明の方法はこのようにして得た多孔質シリ
カ焼結体を、ついで溶融ガラス化して合成石英と
するのであるが、これには上記の方法で得た多孔
質シリカ焼結体を加熱炉中でそのガラス化温度で
ある1400℃程度に加熱し、溶融処理すればよく、
この処理に当つてはこの焼結体に吸着されている
水分や≡SiOH基を脱水、縮合除去する必要があ
るので、これには炉内1×10-2トール以下のよう
な真空度に保ち、炉内をそのガラス化温度である
1400℃以下の1000℃前後に保つてこの脱水処理を
行なつたのち、炉内温度を1400〜1600℃に加熱し
てガラス化するようにすればよい。しかし、この
ガラス化についてはこの焼結体を高真空下で溶融
ガラス化すると、シリカが蒸発したり、この中に
僅かに存在する異物が気泡となつてガラス中に残
留するようになるので、これには水を含有しない
不活性ガス、例えばヘリウム、窒素、アルゴンの
ようなガスを封入もしくは流通させながらガラス
化すればよく、これによればOH基含有率を
50ppm以下にすることができる。 これを要するに、本発明は塩素を全く含まない
前記一般式で示されるエステルシランを始発材料
としてシリカを発生させ、これを多孔質シリカ焼
結体として取得し、ついでこれを溶融して合成石
英とするものであるから、これによれば塩素を全
く含まない合成石英を容易に得ることができ、こ
れはまたその溶融ガラス化工程における真空下処
理で充分脱水を行なえばOH基含有率を50ppm以
下とすることができるので、レンズ、プリズムな
どの光学機器用、さらには光通信用の母材を容易
に得ることができるし、この方法で得られる中空
石英管は低損失の光フアイバーを製造するための
内付けCVD用管としても有用とされる。 つぎに本発明方法の実施例をあげる。 実施例 1 メチルトリメトキシシラン〔CH3Si(OCH33
沸点102℃〕を収容した蒸発器内にキヤリヤーガ
スとしてのアルゴンガスを吹込んでアルゴンガス
20N/h中に100g/hのメチルトリメトキシ
シランを含む原料ガスを作り、これに酸素ガスを
50N/hで混合したものをバーナーに送り、こ
のバーナーにさらに補助燃料用の水素ガス100N
/h、燃焼用酸素ガス80N/hを供給して、
第1図に示した方法で合成石英製の基板上に多孔
質シリカ焼結体を作ることとし、これを2時間連
続的に行なわせたところ、58gの焼結体が得られ
たが、このもののかせ密度は0.55g/cm3であつ
た。 つぎにこの焼結体を真空炉に入れ、1×10-2
ールの真空度で1100℃に2時間保持したのち、真
空を保持しながら1550℃に加熱してガラス化した
ところ、53gの合成石英が得られたが、これは塩
素を全く含んでおらず、そのOH基含有量も
25ppmであつた。 実施例 3 原料としてメチルトリメトキシシランを使用
し、これをキヤリヤーガスとしてのアルゴンガス
で搬送し、酸素ガスを混合してからバーナーに供
給すると共に、このバーナーに補助燃料用の水素
ガスを供給して、このエステルシランを燃焼さ
せ、これによつて発生したシリカを第2図に示し
たように水平に保持されている回転しつつある直
径20mmの黒鉛製棒状体上に堆積させた。この際、
バーナーは基体と同一の水平面内に配置し、これ
を基体に沿つて400mmの距離で往復運動するよう
にしたところ、基体上に、略々均一の厚さでシリ
カが堆積した多孔質シリカ焼結体が得られたの
で、これを真空炉中で1×10-2トールの重空下で
1150℃に2時間保持したのち、ヘリウムガス中ま
たは真空下で溶融してガラス化し、冷却後にこの
基体を抜きとつたところ、パイプ状の合成石英が
得られた。 なお、この場合の燃焼条件、溶融条件、得られ
た焼結体、合成石英の性状はつぎの第1表に示す
とおりであつた。 【表】
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to an inexpensive method for producing synthetic quartz, particularly synthetic quartz that does not contain elemental or compound chlorine. The method for producing synthetic quartz involves converting silicon tetrachloride into a gaseous state and hydrolyzing it in an oxyhydrogen flame.
A method in which the silica (SiO 2 ) generated here is blown onto a heat-resistant substrate along with flame, and is melted and grown by the sensible heat of the flame (see US Pat. No. 2,272,342). There is also a method in which this silica is grown as a porous mass without melting, and then heated in an electric furnace to 1400 to 1700°C to melt and vitrify it (US Patent No. 3806570).
However, the synthetic quartz obtained by the former method contains 10 to 200 ppm of elemental or compound chlorine and 700 to 1200 ppm of OH groups.
is also included, and what can be obtained by the latter method is also included.
Although the OH group content is about 100 ppm or less, the amount of chlorine is quite high at 10 to 100 ppm. In addition, regarding the manufacturing method of this synthetic quartz, a method is known in which the decomposition reaction of silicon tetrachloride is heated with high-frequency plasma, and according to this method, the OH group content can be reduced.
Although it can be lowered to below 10 ppm, the amount of chlorine is not reduced in this case and is still quite high at 10-500 ppm. However, synthetic quartz containing a large amount of chlorine is colored yellow, although the degree of yellowing varies depending on its content, which has the disadvantage of impairing its properties for optical communications and optical applications. This also has the disadvantage of inferior chemical resistance compared to those that do not contain chlorine. The present invention solves these disadvantages and relates to a method for producing synthetic quartz that does not substantially contain chlorine.This invention uses the general formula RnSi(OR') 4-o (where R is a hydrogen atom or a methyl group). , ethyl group, R' is a methyl group or ethyl group, n is a positive number from 1 to 4) or a mixture gas of this and a vaporized combustible substance that does not contain hydrogen gas or chlorine is combusted. The silica thus generated is deposited on a substrate, and the porous sintered silica thus obtained is heated and melted under vacuum or in an inert gas atmosphere containing no water. It is something to do. To explain this, the inventors of the present invention have investigated various methods for producing synthetic quartz that does not contain chlorine, and have found that it is sufficient to use silane gas, which does not contain chlorine atoms in its molecules, as the starting material. After researching this, we found that silane with the formula SiH 4 could also be used, but it has an extremely low boiling point of -111.2°C and is a dangerous substance that can explode and burn in the air. It's expensive. In addition, tetraalkoxysilane is toxic, has a high melting point, and freezes in winter, making it difficult to handle.In addition, since it does not have an alkyl group, the heat of combustion is low, the hydrogen consumption rate is high, and the unit price is high, making it uneconomical. There is a problem that.
However, the ester silane represented by the general formula above does not contain any chlorine and has a boiling point of approximately 100°C.
As described above, it has a low burning rate, low toxicity, is easy to handle, and because it has an alkyl group, it has a low hydrogen consumption rate and is economical, and it can be supplied industrially at low cost. Therefore,
After repeated experiments on this, it was confirmed that by using this, synthetic quartz that does not contain chlorine can be easily and reliably produced, and the present invention was completed. The ester silane used as the starting material in the method of the present invention has the general formula RnSi(OR') 4-o as described above.
(n=1 to 4), and examples include methyltrimethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, trimethylmethoxysilane, and methyltriethoxysilane, which are inexpensive and easy to handle. Therefore, industrially it is preferable to use methyltrimethoxysilane. This ester silane is produced by a direct reaction between methyl chloride and metal silicon, and methyl trichlorosilane, which is a by-product during the synthesis of dimethyldichlorosilane, which is the main raw material for silicone rubber, silicone varnish, and silicone oil, is mixed with alcohol such as methanol or ethanol. or by thermally decomposing polymethylpolychloropolysilane or polymethylpolychloropolysiloxane, which has the general formula (CH 3 ) o Si n Cl x O y and is produced in the manufacturing process of dimethyldichlorosilane. Since it can be easily obtained by reacting a mixture of monomethyltrichlorosilane, dimethyldichlorosilane, trimethylchlorosilane, monomethyldichlorosilane, etc. with alcohol, it can be supplied industrially at low cost; In addition, it can be easily obtained as a purified product free of impurities by rectifying chlorosilane or ester silane, which is the raw material, so it has the advantage of being able to obtain highly pure synthetic quartz. give. In the method of the present invention, the ester silane is first combusted to generate silica, which is deposited on a substrate to form a porous sintered silica. It may be carried by argon gas or the like and burned in air. This combustion occurs when the ester silane contains methyl and ethyl groups that serve as fuel in its molecules.
Because it has an alkoxy group and because oxygen can be mixed with the ester silane in advance, it exhibits extremely high combustion efficiency, and complete combustion can be achieved. It is possible to obtain a sufficiently high temperature to obtain a porous silica sintered body made of appropriately sintered fine silica, and since this ester silane does not contain chlorine, it contains no chlorine at all. Silica sintered bodies can be easily obtained. The porous silica sintered body thus obtained has a concentration of ester silane for producing silica,
The bulk density differs depending on the reaction conditions such as supply rate and reaction temperature, but this is because it is extremely easy to collapse below 0.05 g/cm 3 and the shrinkage rate when melting and vitrifying it is large. However, it has the disadvantage that the shape after vitrification becomes irregular, and conversely, in order to achieve a shape exceeding 1.0 g/cm 3 , it is necessary to raise the forming temperature of this sintered body considerably. This is often in the range of 0.05 to 1.0 g/cm 3 and for this purpose it is necessary to use the starting material as a starting material. Hydrogen gas may be added to the ester silane as an auxiliary fuel, or vaporized combustible substances such as chlorine-free volatile hydrocarbons such as methane, ethane, propane, etc. may be added. Incidentally, the silica produced by combustion of this ester silane is grown on a heat-resistant substrate, and although this substrate may be of a heat-resistant material, it is possible to grow it on a heat-resistant substrate. A quartz rod offers the advantage of being able to produce a solid glass body by melting as described below. However, this quartz rod has Ge, P,
It may be doped with B, F, Ti, Al, etc., and this allows the base portion and the portion attached thereon to be glass bodies with different refractive indexes. Further, this substrate may be a rod-shaped body made of carbon or graphite, and by this, a hollow glass body can be obtained by extracting the rod after melting and cooling. Next, the method for producing a porous sintered silica body according to the method of the present invention will be explained based on the drawings. Figure 1 shows a system diagram thereof, and Figure 2 shows a longitudinal cross-section of the main part showing another aspect. Figures 3 and 3 illustrate a burner used in carrying out the method of the present invention, in which a is a top view and b is a partial vertical sectional view thereof. In carrying out the method of manufacturing a porous silica sintered body according to the method of the present invention, first, as shown in FIG. 1, ester silane stored in a raw material tank 1 is sent to an evaporator 3 by a metering pump 2. If the ester silane is vaporized at a high temperature in this evaporator, the ester silane will decompose and polymerize, so an inert gas such as argon or nitrogen is blown into the evaporator through the pipe 4 to vaporize the ester silane at a low temperature. Let them do it. The ester silane carried by this inert gas is discharged from the pipe 5 as necessary in order to completely burn it and to reduce or completely eliminate the use of hydrogen gas and combustible materials as auxiliary fuel. Oxygen gas is mixed in, but
This amount of oxygen does not necessarily have to be the stoichiometric amount required for complete combustion of the raw material, and the remaining amount may be supplied to the burner 6. This burner 6 is further supplied with oxygen gas or inert gas from a pipe 7, oxygen gas from a pipe 8, and hydrogen gas or combustible gas from a pipe 9 as required. The structure of this burner is shown in FIG. As described above, a concentric multi-ring structure may be used, and a raw material gas containing ester silane is supplied from the center, and oxygen gas, an inert gas, oxygen gas, hydrogen gas, or combustible gas is supplied around the center. The ester silane supplied from this burner 6 is completely combusted in coexistence with gas from the surrounding area, generating silica in the reactor. heat-resistant substrate 10
This causes a porous sintered body 11 to be formed. FIG. 2 shows another embodiment of this, in which the rotating heat-resistant base 10' repeats reciprocating motion in the horizontal direction relative to the burner 6'. For example, the porous silica sintered body can be formed into a cylindrical shape along the length direction of the base body 10'. In the method of the present invention, the porous silica sintered body thus obtained is then melted and vitrified to obtain synthetic quartz. All you have to do is heat it to about 1400℃, the vitrification temperature, and melt it.
In this process, it is necessary to dehydrate and condense the moisture and ≡SiOH groups adsorbed on this sintered body, so for this purpose, the vacuum level in the furnace must be kept at 1×10 -2 Torr or less. , the inside of the furnace is at its vitrification temperature
After carrying out dehydration treatment at around 1000°C, which is below 1400°C, the temperature inside the furnace may be heated to 1400 to 1600°C for vitrification. However, when this sintered body is melted and vitrified under a high vacuum, the silica evaporates, and the small amount of foreign matter present in the sintered body becomes bubbles and remains in the glass. This can be done by enclosing or circulating an inert gas that does not contain water, such as helium, nitrogen, or argon. According to this method, the OH group content can be reduced.
It can be reduced to 50ppm or less. In summary, the present invention generates silica using the ester silane represented by the above general formula, which does not contain any chlorine, as a starting material, obtains this as a porous sintered silica, and then melts it to produce synthetic quartz. Therefore, according to this method, synthetic quartz that does not contain any chlorine can be easily obtained, and if sufficient dehydration is performed in the vacuum treatment in the melting and vitrification process, the OH group content can be reduced to 50 ppm or less. Therefore, it is possible to easily obtain base materials for optical devices such as lenses and prisms, and even for optical communications, and the hollow quartz tube obtained by this method can be used to manufacture low-loss optical fibers. It is also useful as an internal CVD tube. Next, examples of the method of the present invention will be given. Example 1 Methyltrimethoxysilane [ CH3Si ( OCH3 ) 3 ,
Argon gas is blown into the evaporator containing a boiling point of 102°C as a carrier gas.
A raw material gas containing 100g/h of methyltrimethoxysilane is prepared at 20N/h, and oxygen gas is added to this.
The mixture is sent to the burner at 50N/h, and 100N of hydrogen gas is added to this burner as auxiliary fuel.
/h, supplying 80N/h of oxygen gas for combustion,
A porous silica sintered body was prepared on a synthetic quartz substrate using the method shown in Figure 1. When this process was continued for 2 hours, a sintered body weighing 58 g was obtained. The skein density was 0.55 g/cm 3 . Next, this sintered body was placed in a vacuum furnace and held at 1100°C for 2 hours at a vacuum level of 1 × 10 -2 Torr, and then heated to 1550°C while maintaining the vacuum to vitrify it. Quartz was obtained, which does not contain any chlorine and its OH group content is also
It was 25ppm. Example 3 Methyltrimethoxysilane was used as a raw material, transported with argon gas as a carrier gas, mixed with oxygen gas, and then supplied to a burner. Hydrogen gas for auxiliary fuel was also supplied to this burner. The ester silane was combusted, and the resulting silica was deposited onto a rotating graphite rod, 20 mm in diameter, held horizontally as shown in FIG. On this occasion,
The burner was placed in the same horizontal plane as the substrate, and when it was reciprocated along the substrate at a distance of 400 mm, porous silica sintered with silica deposited with an approximately uniform thickness was formed on the substrate. Once the body was obtained, it was placed in a vacuum furnace under a heavy atmosphere of 1×10 -2 Torr.
After being maintained at 1150° C. for 2 hours, it was melted and vitrified in helium gas or under vacuum, and when the substrate was removed after cooling, a pipe-shaped synthetic quartz was obtained. The combustion conditions, melting conditions, and properties of the obtained sintered body and synthetic quartz were as shown in Table 1 below. 【table】

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明方法の系統図、第2図は本発明
の別の態様を示す要部縦断面図、第3図は本発明
に使用されるバーナーを図示したものでaはその
上面図、bはその部分縦断面図である。 1……原料タンク、2……定量ポンプ、3……
蒸発器、4,5,7,8,9……ガス供給パイ
プ、6,6′……バーナー、10,10′……耐熱
性基体、11,11′……多孔質シリカ焼結体。
Fig. 1 is a system diagram of the method of the present invention, Fig. 2 is a vertical sectional view of main parts showing another aspect of the present invention, and Fig. 3 is a diagram showing a burner used in the present invention, and a is a top view thereof. ,b is a partial longitudinal sectional view thereof. 1... Raw material tank, 2... Metering pump, 3...
Evaporator, 4, 5, 7, 8, 9... Gas supply pipe, 6, 6'... Burner, 10, 10'... Heat resistant substrate, 11, 11'... Porous silica sintered body.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 一般式RoSi(OR′)4-o(ここにRは水素原子
またはメチル基、エチル基、R′はメチル基また
はエチル基、nは1〜4の正数)で示されるエス
テルシランまたはこれと水素ガスもしくは塩素を
含まない気化された可燃性物質との混合ガスを燃
焼させ、これによつて発生するシリカを基体上に
堆積させたのち、ここに得られた多孔質シリカ燒
結体を真空下または水を含まない不活性ガス雰囲
気下で加熱溶解することを特徴とする合成石英の
製造方法。 2 エステルシランがメチルトリメトキシシラン
である特許請求の範囲第1項記載の合成石英の製
造方法。 3 基体が炭素または黒鉛製品である特許請求の
範囲第1項または第2項記載の合成石英の製造方
法。
[Claims] 1 General formula R o Si (OR') 4-o (where R is a hydrogen atom or a methyl group or an ethyl group, R' is a methyl group or an ethyl group, and n is a positive number from 1 to 4) ) or a mixed gas of this and a vaporized combustible substance that does not contain hydrogen gas or chlorine is burned, and the silica generated by this is deposited on a substrate, and then the silica obtained here is obtained. A method for producing synthetic quartz, which comprises heating and melting a porous sintered silica body under vacuum or in an inert gas atmosphere containing no water. 2. The method for producing synthetic quartz according to claim 1, wherein the ester silane is methyltrimethoxysilane. 3. The method for producing synthetic quartz according to claim 1 or 2, wherein the substrate is a carbon or graphite product.
JP19826883A 1983-10-25 1983-10-25 Manufacture of synthetic quartz Granted JPS6090836A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19826883A JPS6090836A (en) 1983-10-25 1983-10-25 Manufacture of synthetic quartz

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19826883A JPS6090836A (en) 1983-10-25 1983-10-25 Manufacture of synthetic quartz

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPS6090836A JPS6090836A (en) 1985-05-22
JPH0420853B2 true JPH0420853B2 (en) 1992-04-07

Family

ID=16388307

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19826883A Granted JPS6090836A (en) 1983-10-25 1983-10-25 Manufacture of synthetic quartz

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6090836A (en)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01138145A (en) * 1987-08-20 1989-05-31 Shin Etsu Chem Co Ltd Production of synthetic quartz glass member
JPH0394843A (en) * 1989-09-04 1991-04-19 Shin Etsu Chem Co Ltd Synthetic quartz glass crucible and its production
US5043002A (en) 1990-08-16 1991-08-27 Corning Incorporated Method of making fused silica by decomposing siloxanes
JP2588447B2 (en) * 1991-06-29 1997-03-05 信越石英株式会社 Method of manufacturing quartz glass member for excimer laser
JP3175247B2 (en) * 1991-12-16 2001-06-11 住友電気工業株式会社 Heat clearing method for porous preform for optical fiber
JPH11116247A (en) * 1997-10-09 1999-04-27 Nikon Corp Production of synthetic quartz glass
JP4640293B2 (en) * 2006-08-24 2011-03-02 住友電気工業株式会社 Quartz glass body manufacturing method

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56125232A (en) * 1980-03-04 1981-10-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Preparation of multicomponent glass fiber preform rod

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56125232A (en) * 1980-03-04 1981-10-01 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Preparation of multicomponent glass fiber preform rod

Also Published As

Publication number Publication date
JPS6090836A (en) 1985-05-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CA2037102C (en) Method of making fused silica
JP3233298B2 (en) Method for making non-porous objects of high purity fused silica glass
KR0130007B1 (en) Improved vitreous silica products and its method
US5703191A (en) Method for purifying polyalkylsiloxanes and the resulting products
JP3796565B2 (en) Method for producing spherical silica fine particles
US6312656B1 (en) Method for forming silica by combustion of liquid reactants using oxygen
US5879649A (en) Method for purifying polyalkylsiloxanes and the resulting products
KR100473827B1 (en) Method and apparatus for forming fused silica by combustion of liquid reactants
EP0529190A1 (en) Method of making titania-doped fused silica
JPH0138063B2 (en)
EP0146659B1 (en) A method for the preparation of synthetic quartz glass suitable as a material of optical fibers
JPH0420853B2 (en)
JPH0459254B2 (en)
KR20000052522A (en) Process for producing silica by decomposition of an organosilane
JPS629536B2 (en)
JPH0459253B2 (en)
JP3417962B2 (en) Manufacturing method of synthetic quartz glass member
JPH0460057B2 (en)
AU638702C (en) Vitreous silica products