JPH06329425A - Production of silica glass - Google Patents

Production of silica glass

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Publication number
JPH06329425A
JPH06329425A JP12365793A JP12365793A JPH06329425A JP H06329425 A JPH06329425 A JP H06329425A JP 12365793 A JP12365793 A JP 12365793A JP 12365793 A JP12365793 A JP 12365793A JP H06329425 A JPH06329425 A JP H06329425A
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JP
Japan
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alkoxysilane
sol
gel
partial polycondensate
silica glass
Prior art date
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Pending
Application number
JP12365793A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Koichi Takei
康一 武井
Yoichi Machii
洋一 町井
Toshikatsu Shimazaki
俊勝 嶋崎
Hiroki Terasaki
裕樹 寺崎
Hidekuni Tomono
秀邦 伴野
Yutaka Honda
裕 本田
Nobuaki Takane
信明 高根
Yoshiro Ota
好朗 太田
Fujio Takeda
藤男 竹田
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.)
Tama Kagaku Kogyo Co Ltd
Showa Denko Materials Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Tama Kagaku Kogyo Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Priority to JP12365793A priority Critical patent/JPH06329425A/en
Publication of JPH06329425A publication Critical patent/JPH06329425A/en
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C1/00Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/006Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels to produce glass through wet route

Abstract

PURPOSE:To provide a method for producing silica glass in which the occurrence of cracking in a process for drying a get is suppressed. CONSTITUTION:A partial polycondensate of an alkoxysilane containing an acidic component in an amount of >=1X10<-4>mol based on 100g partial polycondensate of the alkoxysilane is used as the partial polycondensate of the alkoxysilane in a method for producing silica glass by hydrolyzing the partial polycondensate of the alkoxysilane in the presence of a solvent, an organic polymeric compound and a basic catalyst, providing a sol, gelatinizing the resultant sol, drying the gelatinized sol, affording a dried gel, burning the gel and providing the glass.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、光学用、半導体用、電
子工業用、理化学用等に使用されるシリカガラスの製造
法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for producing silica glass used for optics, semiconductors, electronics industry, physics and chemistry and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】シリカガラスは耐熱性、耐蝕性および光
学的特性に優れていることから、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、TFT基板などに使用され、その用
途はますます拡大している。
2. Description of the Related Art Silica glass is an important material indispensable for semiconductor manufacturing because it is excellent in heat resistance, corrosion resistance and optical characteristics. Furthermore, it is a photomask substrate for manufacturing optical fibers, ICs, and TFT substrates. It is used for such purposes, and its uses are expanding more and more.

【0003】高純度シリカガラスの低価格での合成を可
能とするゾル−ゲル法が注目されている。その概要を簡
単に述べる。一般式Si(OR)4(R:アルキル基)で
表わされるアルコキシシランに水(アルカリまたは酸で
pHを調製してもよい)を加え、加水分解し、シリカヒ
ドロゾル(本発明では、ゾルという)とする。この時、
アルコキシシランと水が均一になるよう、一般には適当
な溶媒が添加される。このゾルを静置、昇温等によりゲ
ル化させる。その後、ゲル中の液相(アルコキシシラン
の加水分解で生成したアルコール、添加した溶媒、水
等)を蒸発、乾燥することにより、シリカ乾燥ゲル(本
発明では、乾燥ゲルという)とする。この乾燥ゲルを適
当な雰囲気で焼成することによりシリカガラスを得る。
Attention has been paid to the sol-gel method which enables low-priced synthesis of high-purity silica glass. The outline is briefly described. To the alkoxysilane represented by the general formula Si (OR) 4 (R: alkyl group), water (pH may be adjusted with alkali or acid) is added and hydrolyzed to give a silica hydrosol (referred to as a sol in the present invention). ). At this time,
A suitable solvent is generally added so that the alkoxysilane and water are uniform. This sol is allowed to stand and is allowed to gel by heating. Then, the liquid phase (alcohol produced by hydrolysis of alkoxysilane, added solvent, water, etc.) in the gel is evaporated and dried to obtain a silica dry gel (in the present invention, a dry gel). Silica glass is obtained by firing this dry gel in an appropriate atmosphere.

【0004】上記のゾル−ゲル法によるシリカガラスの
製造法における問題点として、ゲルの乾燥過程での割れ
が挙げられる。この割れを防止する方法として、アルコ
キシシラン原料としてアルコキシシランの部分重縮合物
を使用する(特開昭61−270225号公報)、アル
コキシシランの加水分解の際の触媒としてコリンを使用
する(特開昭62−165128号公報)、ゾル調製時
に有機高分子化合物を添加する(特開昭62−2651
30号公報)、アルコキシシランの部分重縮合物の重縮
合物組成を最適化する(特開平3−247515号公
報)、溶媒として水よりも沸点が高く、表面張力の小さ
な溶媒を使用する(特開平2−14835号公報)等の
方法が提案されている。
A problem in the above-mentioned method for producing silica glass by the sol-gel method is cracking during gel drying process. As a method for preventing this cracking, a partial polycondensate of alkoxysilane is used as a raw material for alkoxysilane (Japanese Patent Laid-Open No. 61-270225), and choline is used as a catalyst for the hydrolysis of alkoxysilane (Japanese Patent Laid-Open No. 2006-270225). No. 62-165128), an organic polymer compound is added at the time of sol preparation (JP-A-62-2651).
30), the polycondensate composition of the partial polycondensate of alkoxysilane is optimized (JP-A-3-247515), and a solvent having a higher boiling point than water and a small surface tension is used as a solvent (special feature). Methods such as Kaihei 2-14835) have been proposed.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、これら提案さ
れた手法を用いても、乾燥ゲルの形状が大型になるとゲ
ルの乾燥過程でしばしば割れが発生し、乾燥ゲルの形状
が大型になれなるほど歩留まりが急激に低下する。本発
明は、乾燥ゲルの割れの発生を抑制するシリカガラスの
製造法を提供するものである。
However, even when these proposed methods are used, cracks often occur in the process of drying the gel when the size of the dried gel becomes large, and the yield increases as the size of the dried gel becomes larger. Drops sharply. The present invention provides a method for producing silica glass that suppresses the occurrence of cracks in the dry gel.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明は、アルコキシシ
ランの部分重縮合物を、溶媒、有機高分子化合物、塩基
触媒の存在下で加水分解してゾルとし、更にゲル化し、
乾燥して乾燥ゲルとし、焼成してガラスとするシリカガ
ラスの製造法に於て、アルコキシシランの部分重縮合物
が、アルコキシシランの部分重縮合物中に酸成分をアル
コキシシランの部分重縮合物100gに対して1×10
-4モル以上含有するものであることを特徴とするもので
ある。
According to the present invention, a partial polycondensate of an alkoxysilane is hydrolyzed to a sol in the presence of a solvent, an organic polymer compound and a base catalyst, and further gelled.
Partial polycondensation product of alkoxysilane is a partial polycondensation product of alkoxysilane in the method for producing silica glass, which is dried to form a dry gel and then baked to form glass. 1 x 10 for 100g
It is characterized by containing -4 mol or more.

【0007】本発明者は、アルコキシシランの部分重縮
合物を原料とし、有機高分子化合物の存在下、塩基を触
媒として加水分解を行なってゾルを作製、ゲル化、乾燥
して乾燥ゲルを得るプロセスにおける、乾燥ゲルの割れ
不良の原因を検討した結果、アルコキシシランの部分重
縮合物中に含有される酸成分と加水分解触媒として添加
する塩基との反応で生成する塩の濃度がゲルの乾燥過程
での割れの発生と密接な関係があることを見出した。
The present inventor uses a partial polycondensate of an alkoxysilane as a raw material, and hydrolyzes it in the presence of an organic polymer compound using a base as a catalyst to produce a sol, gelling and drying it to obtain a dry gel. As a result of investigating the cause of defective cracking of the dried gel in the process, the concentration of the salt produced by the reaction between the acid component contained in the partial polycondensation product of the alkoxysilane and the base added as a hydrolysis catalyst is It was found that there is a close relationship with the occurrence of cracks in the process.

【0008】アルコキシシランの部分重縮合物は、アル
コキシシランのモノマーを、適当な溶媒の存在下、アル
コキシ基を完全に加水分解するに必要な量よりも少ない
水により加水分解、重縮合させ、ついで溶媒および水を
除去して合成される。この加水分解の際、触媒として酸
が添加される。この酸は、溶媒の除去工程でほとんどが
除去されるが、一部は最終製品中に残留する。
The partial polycondensation product of an alkoxysilane is obtained by hydrolyzing and polycondensing an alkoxysilane monomer in the presence of a suitable solvent with water in an amount less than that required to completely hydrolyze the alkoxy group. It is synthesized by removing the solvent and water. During this hydrolysis, an acid is added as a catalyst. Most of this acid is removed in the solvent removal step, but some remains in the final product.

【0009】アルコキシシランの部分重縮合物を原料と
し、塩基触媒を用いてゾルを調製する場合、アルコキシ
シランの部分重縮合物中に残留する酸成分と塩基との反
応によりゾル中に塩が生成し、この塩量はアルコキシシ
ランの部分重縮合物中の酸成分濃度の変動によって変化
する。
When a sol is prepared by using a partial polycondensate of alkoxysilane as a raw material and a base catalyst, a salt is formed in the sol by the reaction between the acid component remaining in the partial polycondensate of alkoxysilane and a base. However, this salt amount changes depending on the fluctuation of the acid component concentration in the partial polycondensate of the alkoxysilane.

【0010】このようなゾル作製過程でゾル中に生成す
る塩の濃度に注目して検討を進めた結果、アルコキシシ
ランの部分重縮合物を、溶媒、有機高分子化合物、塩基
触媒の存在下で加水分解してゾルとし、そのゾルをゲル
化し、乾燥して乾燥ゲルとし、焼成してガラスとするシ
リカガラスの製造法に於て、アルコキシシランの部分重
縮合物として、アルコキシシランの部分重縮合物100
gに対して1×10-4モル以上の酸成分を含有するもの
を使用することにより、乾燥過程でのゲルの割れが大き
く抑制されることが確認された。
[0010] As a result of further study focusing on the concentration of the salt formed in the sol in the process of preparing the sol, the partial polycondensation product of alkoxysilane was obtained in the presence of a solvent, an organic polymer compound and a base catalyst. Partial polycondensation of alkoxysilane as a partial polycondensation product of alkoxysilane in the process for producing silica glass by hydrolyzing into a sol, gelling the sol, drying into a dry gel, and firing into glass Thing 100
It was confirmed that by using the one containing 1 × 10 −4 mol or more of the acid component with respect to g, the cracking of the gel during the drying process was largely suppressed.

【0011】このアルコキシシランの部分重縮合物中に
残留する酸成分は、適当な塩基(例えば、コリンのメタ
ノール溶液)による滴定によって測定されるもので、そ
の存在形態(遊離酸の状態であるか、シリコンとの化合
物の状態であるか等)は問題とはならず、ゾル調製過程
で添加される塩基と反応して塩を生成するものであるこ
とが重要である。
The acid component remaining in the partial polycondensate of the alkoxysilane is measured by titration with an appropriate base (for example, choline in methanol), and its existing form (whether in the free acid state or not) is used. It does not matter whether it is in the form of a compound with silicon, etc.), and it is important that it reacts with a base added in the sol preparation process to form a salt.

【0012】酸成分がアルコキシシランの部分重縮合物
100gに対して1×10-4モル未満の場合、ゲルが高
かさ密度化し、乾燥過程で多数の割れ、クラックが発生
する。アルコキシシランの部分重縮合物中の酸成分濃度
の上限については特に制限はないが、酸濃度の増加と共
にゾルのゲル化が短時間で起こるようになり作業性が低
下する、残留酸成分濃度のアルコキシシランの部分重縮
合物は長期間保存する場合大気中の湿気及び水分が混入
すると経時安定性が低くなり更にはゲル化する等の理由
から、アルコキシシランの部分重縮合物中の酸成分濃度
はアルコキシシラン部分重縮合物100gに対して20
×10-4モル以下が好ましい。残留酸成分濃度は、アル
コキシシランの部分重縮合物100gに対して2×10
-4〜10×10-4モルが特に好ましい。
When the acid component is less than 1 × 10 -4 mol per 100 g of the partial polycondensate of alkoxysilane, the gel has a high bulk density, and many cracks and cracks are generated during the drying process. There is no particular upper limit on the concentration of the acid component in the partial polycondensate of the alkoxysilane, but as the acid concentration increases, gelation of the sol occurs in a short time and the workability decreases. When a partial polycondensate of an alkoxysilane is stored for a long period of time, the concentration of the acid component in the partial polycondensate of the alkoxysilane is reduced because the humidity stability and the moisture content in the atmosphere deteriorate and the gelation occurs. Is 20 per 100 g of alkoxysilane partial polycondensate
It is preferably × 10 -4 mol or less. The residual acid component concentration is 2 × 10 with respect to 100 g of the partial polycondensate of alkoxysilane.
-4 to 10 x 10 -4 mol is particularly preferred.

【0013】アルコキシシランの部分重縮合物のアルコ
キシ基については、塩基触媒を用いた場合での加水分解
のし易さ、価格などの観点から、メトキシ基が好まし
い。すなわちアルコキシシランの部分重縮合物として
は、ポリメトキシシロキサンが好適である。
As the alkoxy group of the partial polycondensate of alkoxysilane, a methoxy group is preferable from the viewpoints of ease of hydrolysis when using a base catalyst, cost, and the like. That is, polymethoxysiloxane is preferable as the partial polycondensate of the alkoxysilane.

【0014】溶媒としては、メタノール、エタノール、
n−プロパノール、iso−プロパノールなどのアルコ
ール類の少なくとも一種が使用でき、またこれにN,N
−ジメチルアセトアミド、N,N−ジメチルホルムアミ
ド、メトキシエタノール、エトキシエタノール、テトラ
ヒドロフルフリルアルコール等の高沸点・低表面張力溶
媒の少なくとも一種を添加してもよい。
As the solvent, methanol, ethanol,
At least one of alcohols such as n-propanol and iso-propanol can be used, and N, N
At least one solvent having a high boiling point and a low surface tension such as dimethylacetamide, N, N-dimethylformamide, methoxyethanol, ethoxyethanol, and tetrahydrofurfuryl alcohol may be added.

【0015】有機高分子化合物としては、ポリ酢酸ビニ
ル、ポリエチレングリコール及びその誘導体、ヒドロキ
シプロピルセルロースなどの少なくとも一種が使用で
き、特にポリ酢酸ビニルが好ましい。
As the organic polymer compound, at least one of polyvinyl acetate, polyethylene glycol and its derivatives, hydroxypropyl cellulose and the like can be used, and polyvinyl acetate is particularly preferable.

【0016】塩基触媒としては、水酸化アンモニウム、
水酸化テトラメチルアンモニウム、水酸化テトラエチル
アンモニウム、水酸化テトラプロピルアンモニウム、水
酸化テトラブチルアンモニウム、コリンなどの少なくと
も一種が使用できるが、コリンが特に好ましい。塩基触
媒の添加量は特に制限はないが、添加した塩基触媒の
内、アルコキシシランの部分重縮合物中の酸成分との反
応による塩生成に消費されなかった部分(有効な塩基触
媒)の濃度として、アルコキシシランの部分重縮合物1
00gに対して1〜7×10-4モルが好ましい。
As the base catalyst, ammonium hydroxide,
At least one of tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, tetrapropylammonium hydroxide, tetrabutylammonium hydroxide, choline and the like can be used, but choline is particularly preferable. The amount of the base catalyst added is not particularly limited, but of the added base catalyst, the concentration of the portion (effective base catalyst) not consumed for salt formation by the reaction with the acid component in the partial polycondensation product of alkoxysilane As a partial polycondensate of alkoxysilane 1
It is preferably 1 to 7 × 10 −4 mol per 00 g.

【0017】以上説明したようにアルコキシシランの部
分重縮合物を、有機高分子化合物の存在下、塩基を触媒
として加水分解してゾルとし、このゾルをゲル化、乾燥
して乾燥ゲルを作製し、この乾燥ゲルを公知の方法、例
えば空気中、更にヘリウム中で1200〜1400℃に
昇温して焼結することにより、シリカガラスを製造す
る。
As described above, a partial polycondensate of alkoxysilane is hydrolyzed in the presence of an organic polymer compound using a base as a catalyst to form a sol, and the sol is gelated and dried to prepare a dry gel. Silica glass is manufactured by heating this dried gel in a known method, for example, in air and then in helium at a temperature of 1200 to 1400 ° C. and sintering.

【0018】[0018]

【作用】本発明において、アルコキシシランの部分重縮
合物中の酸成分濃度をアルコキシシランの部分重縮合物
100gに対して1×10-4モル以上にすることによ
り、乾燥過程でのゲルの割れを大きく防止することがで
きる原因については詳細は不明であるが、次のように推
測している。有機高分子化合物が共存するゾル中では、
アルコキシシランの加水分解、重縮合で生成したシリカ
粒子と有機高分子化合物が相互作用(水素結合など)を
し、その結果として乾燥過程での割れの防止につながる
ゲルの低かさ密度化が生ずると考えられる。この相互作
用にはシリカ粒子および有機高分子化合物の表面電位が
影響を及ぼすと推測される。アルコキシシランの部分重
縮合物中の酸成分と添加される塩基触媒との反応で生成
する微量の塩は、このシリカ粒子および有機高分子化合
物の表面電位の低下を引き起こし、その結果としてシリ
カ粒子と有機高分子化合物との相互作用が強化、またシ
リカ−有機高分子化合物複合体同士の相互作用が強化さ
れ、ゲルの低かさ密度化が促進され、乾燥過程での割れ
の発生が抑制されるものと推測される。
In the present invention, the concentration of the acid component in the partial polycondensate of the alkoxysilane is set to 1 × 10 -4 mol or more per 100 g of the partial polycondensate of the alkoxysilane so that the gel cracks during the drying process. Although the details of the cause that can largely prevent this are unknown, it is presumed as follows. In a sol in which an organic polymer compound coexists,
When silica particles produced by hydrolysis and polycondensation of alkoxysilane interact with organic polymer compounds (hydrogen bonds, etc.), resulting in low bulk density of the gel that prevents cracking during the drying process. Conceivable. It is speculated that the surface potentials of the silica particles and the organic polymer compound influence this interaction. The trace amount of salt produced by the reaction between the acid component in the partial polycondensate of the alkoxysilane and the added base catalyst causes a decrease in the surface potential of the silica particles and the organic polymer compound, and as a result, The interaction with the organic polymer compound is strengthened, the interaction between the silica-organic polymer compound composites is strengthened, the bulk density of the gel is promoted, and the occurrence of cracks during the drying process is suppressed. Presumed to be.

【0019】このように本発明では、アルコキシシラン
の部分重縮合物を、溶媒、有機高分子化合物、塩基触媒
の存在下で加水分解してゾルとし、そのゾルをゲル化
し、乾燥して乾燥ゲルとし、焼成してガラスとするシリ
カガラスの製造法に於て、アルコキシシランの部分重縮
合物中の残留酸成分に着目し、その酸成分の濃度をアル
コキシシランの部分重縮合物100g当たり1×10-4
モル以上となるようにすることにより、乾燥過程での割
れの発生を制御することが可能となる。
As described above, in the present invention, a partial polycondensate of an alkoxysilane is hydrolyzed in the presence of a solvent, an organic polymer compound and a base catalyst to give a sol, and the sol is gelated and dried to give a dry gel. In the method for producing silica glass that is calcined into glass, pay attention to the residual acid component in the partial polycondensate of alkoxysilane, and adjust the concentration of the acid component to 1 × per 100 g of partial polycondensate of alkoxysilane. 10 -4
When the amount is more than the molar amount, it becomes possible to control the generation of cracks during the drying process.

【0020】[0020]

【実施例】【Example】

実施例1〜3、比較例1〜2 テトラメトキシシランをメタノールを溶媒とし、硝酸を
触媒として水により部分加水分解、重縮合させ、溶媒を
除去する工程の条件を変えることにより、コリンのメタ
ノール溶液による滴定によって測定される残留酸成分の
濃度がそれぞれテトラメトキシシランの部分重縮合物
(ポリメトキシシロキサン)100gに対して 1×10-6モル(比較例1) 5×10-5モル(比較例2) 1×10-4モル(実施例1) 2×10-4モル(実施例2) 6×10-4モル(実施例3) となるポリメトキシシロキサンを調製した。各ポリメト
キシシロキサン2000gにメタノール1800g、ポ
リ酢酸ビニル(平均分子量1500)50g(固形分)
を添加し、混合した。この混合溶液にコリンメタノール
溶液(1M)を、ポリメトキシシロキサン中の残留酸の
濃度よりもポリメトキシシロキサン100gあたり3×
10-4モル過剰になるように添加した。ついで、混合溶
液の温度を15℃に保持し、水800gを撹拌しながら
滴下し、滴下終了後、更に1時間混合し、ゾルを得た。
これらのゾル中の塩濃度はそれぞれポリメトキシシロキ
サン100gに対して1×10-6モル(比較例1)、5
×10-5モル(比較例2)、1×10-4モル(実施例
1)、2×10-4モル(実施例2)、6×10-4モル
(実施例3)となり、残留酸との中和反応に消費されな
かった塩基(コリン)濃度(有効塩基濃度)はポリメト
キシシロキサン100g当たり3×10-4モルになる。
得られたゾルをテフロンコーティングしたステンレス製
容器(260mm角)に1000gずつ注入し、開口部
をポリ塩化ビニルフィルムで密閉し、更にアルミ箔で密
閉した。ゾルを入れた容器を40℃に加熱し、ゾルをゲ
ル化した後、アルミ箔を除去し、30℃ついで60℃、
そして120℃に昇温してゲル中の溶媒を除去し乾燥ゲ
ルとした。各ポリメトキシシラン原料を用いて作製した
乾燥ゲルの割れの状態を表1に示す。表1から明かなよ
うに、ゾル中の塩濃度が、ポリメトキシシロキサン10
0gに対して1×10-4モル以上の場合、高い歩留まり
で割れのない乾燥ゲルが作製できる。
Examples 1-3, Comparative Examples 1-2 Tetramethoxysilane in methanol as a solvent, nitric acid as a catalyst to partially hydrolyze and polycondense with water, and by changing the conditions of the step of removing the solvent, a methanol solution of choline. The concentration of the residual acid component measured by titration with 1 to 10 g of tetramethoxysilane partial polycondensate (polymethoxysiloxane) is 1 × 10 −6 mol (Comparative Example 1) 5 × 10 −5 mol (Comparative Example) 2) 1 × 10 −4 mol (Example 1) 2 × 10 −4 mol (Example 2) 6 × 10 −4 mol (Example 3) to prepare polymethoxysiloxane. 2000 g of each polymethoxysiloxane, 1800 g of methanol, 50 g of polyvinyl acetate (average molecular weight 1500) (solid content)
Was added and mixed. A choline methanol solution (1M) was added to this mixed solution at a concentration of 3 × per 100 g of polymethoxysiloxane rather than the concentration of residual acid in the polymethoxysiloxane.
It was added in an excess of 10 -4 mol. Then, the temperature of the mixed solution was maintained at 15 ° C., 800 g of water was added dropwise with stirring, and after completion of the addition, the mixture was further mixed for 1 hour to obtain a sol.
The salt concentration in each of these sols was 1 × 10 −6 mol (Comparative Example 1), 5 with respect to 100 g of polymethoxysiloxane, respectively.
× 10 −5 mol (Comparative Example 2), 1 × 10 −4 mol (Example 1), 2 × 10 −4 mol (Example 2), 6 × 10 −4 mol (Example 3) and residual acid The concentration of base (choline) not consumed in the neutralization reaction with (concentration of effective base) is 3 × 10 −4 mol per 100 g of polymethoxysiloxane.
The obtained sol was poured into a Teflon-coated stainless steel container (260 mm square) at a rate of 1000 g, and the opening was sealed with a polyvinyl chloride film and further sealed with an aluminum foil. The container containing the sol is heated to 40 ° C. to gel the sol, then the aluminum foil is removed, and then 30 ° C. and then 60 ° C.
Then, the temperature was raised to 120 ° C. to remove the solvent in the gel to obtain a dry gel. Table 1 shows the state of cracks in the dried gel produced using each polymethoxysilane raw material. As is clear from Table 1, the salt concentration in the sol was 10% by weight of polymethoxysiloxane 10.
When it is 1 × 10 −4 mol or more per 0 g, a crack-free dry gel can be produced with a high yield.

【表1】 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 比較例又 ポリメトキシ ゾル中の塩 有効塩基 乾燥ゲル歩留 は実施例 シロキサンの 濃度 濃度 (割れなし/全数) 残留酸濃度 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 比較例1 1×10-6 1×10-6 3×10-4 0(0/4) ──────────────────────────────────── 比較例2 5×10-5 5×10-5 3×10-4 0(0/4) ──────────────────────────────────── 実施例1 1×10-4 1×10-4 3×10-4 0.75(3/4) ──────────────────────────────────── 実施例2 2×10-4 2×10-4 3×10-4 1(4/4) ──────────────────────────────────── 実施例3 6×10-4 6×10-4 3×10-4 1(4/4) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 各濃度単位:モル/100gポリメトキシシロキサン[Table 1] ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ Comparative example or salt in polymethoxy sol Effective base Dry gel retention is an example. Siloxane concentration Concentration (no cracking / total number) Residual acid concentration ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ━━━━━━ Comparative Example 1 1 × 10 -6 1 × 10 -6 3 × 10 -4 0 (0/4) ───────────────────── ──────────────── Comparative example 2 5 × 10 -5 5 × 10 -5 3 × 10 -4 0 (0/4) ────────── ────────────────────────── Example 1 1 × 10 −4 1 × 10 −4 3 × 10 −4 0.75 (3/4) ──────────────────────────────────── Example 2 2 × 10 −4 2 × 10 −4 3 × 10 -4 1 (4/4) ───────────────────────────────────── Example 3 6 × 10 -4 6 × 10 -4 3 × 10 -4 1 (4/4) ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ━━━━━━ Each concentration unit: mol / 100g polymethoxysiloxane

【0021】[0021]

【発明の効果】本発明によれば、クラックや割れのない
シリカガラスをゾルーゲル法により安定に作製すること
ができ、ゾルーゲル法の利点であるシリカガラスのコス
ト低減が効果的に実現されるため、半導体または液晶製
造用に使用される各種石英ガラス基板を安価にて供給可
能となる。また、作製できるガラスの大きさ、形状にが
基本的に制約はなく、板材ばかりでなく、棒、管いずれ
も作製可能であり、半導体製造用治具への適用も可能で
ある。
EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, silica glass without cracks or cracks can be stably produced by the sol-gel method, and the cost reduction of silica glass, which is an advantage of the sol-gel method, can be effectively realized. Various quartz glass substrates used for semiconductor or liquid crystal production can be supplied at low cost. Further, the size and shape of the glass that can be produced are basically not limited, and not only plate materials but also rods and tubes can be produced, and application to a jig for semiconductor production is also possible.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 嶋崎 俊勝 茨城県つくば市和台48番 日立化成工業株 式会社筑波開発研究所内 (72)発明者 寺崎 裕樹 茨城県つくば市和台48番 日立化成工業株 式会社筑波開発研究所内 (72)発明者 伴野 秀邦 茨城県つくば市和台48番 日立化成工業株 式会社筑波開発研究所内 (72)発明者 本田 裕 茨城県つくば市和台48番 日立化成工業株 式会社筑波開発研究所内 (72)発明者 高根 信明 茨城県つくば市和台48番 日立化成工業株 式会社筑波開発研究所内 (72)発明者 太田 好朗 神奈川県川崎市川崎区塩浜3丁目22番9号 多摩化学工業株式会社川崎研究所内 (72)発明者 竹田 藤男 静岡県小笠郡浜岡町佐倉4491番地 多摩化 学工業株式会社浜岡工場内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Toshikatsu Shimazaki 48, Wadai, Tsukuba City, Ibaraki Pref., Tsukuba Research Laboratory, Hitachi Chemical Co., Ltd. (72) Inventor, Hiroki Terasaki 48, Wadai, Tsukuba, Ibaraki Hitachi Chemical Incorporated company Tsukuba Development Laboratory (72) Inventor Hidekuni Banno 48 Wadai, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture Hitachi Chemical Co., Ltd.Inside Tsukuba Development Laboratory, Inc. (72) Inventor Hiroshi Honda, 48 Daiwa Station, Tsukuba City, Ibaraki Prefecture Incorporated company Tsukuba R & D Laboratory (72) Inventor Nobuaki Takane 48 Wadai, Tsukuba, Ibaraki Prefecture Hitachi Chemical Co., Ltd. In Tsukuba R & D Laboratory (72) Inventor Yoshiro Ota 3-22, Shiohama, Kawasaki-ku, Kawasaki-shi, Kanagawa No. 9 Tama Chemical Industry Co., Ltd. Kawasaki Laboratory (72) Inventor Fujio Takeda 4491 Sakura, Hamaoka-cho, Ogasa-gun, Shizuoka Prefecture Tama Chemical Industry Formula company Hamaoka in the factory

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】アルコキシシランの部分重縮合物を、溶
媒、有機高分子化合物、塩基触媒の存在下で加水分解し
てゾルとし、更にゲル化し、乾燥して乾燥ゲルとし、焼
成してガラスとするシリカガラスの製造法に於て、アル
コキシシランの部分重縮合物が、アルコキシシランの部
分重縮合物中に酸成分をアルコキシシランの部分重縮合
物100gに対して1×10-4モル以上含有するもので
あることを特徴とするシリカガラスの製造法。
1. A partial polycondensate of an alkoxysilane is hydrolyzed in the presence of a solvent, an organic polymer compound and a base catalyst to give a sol, which is further gelled, dried to give a dry gel, and fired to give a glass. In the method for producing silica glass according to claim 1, the alkoxysilane partial polycondensate contains an acid component in the alkoxysilane partial polycondensate of 1 × 10 −4 mol or more per 100 g of the alkoxysilane partial polycondensate. A method for producing silica glass, characterized in that
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101830636A (en) * 2010-03-02 2010-09-15 株洲旗滨集团股份有限公司 Manufacturing method of float glass with low SO3 content

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