JPH07277723A - クリストバライト粒子の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 緻密性に優れた、アルカリ金属およびアルカ
リ土類金属の含有率が極めて低い、高純度のクリストバ
ライト粒子を効率良く、しかも経済的に製造する方法の
提供。 【構成】 アルカリ珪酸塩水溶液から得られた水ガラス
系非晶質シリカ粒子を、珪酸アルコキシドから得られた
非晶質シリカの存在下に１２００〜１７００℃で加熱処
理することを特徴とするクリストバライト粒子の製造方
法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、クリストバライト粒子
の製造方法に関する。詳しくは、アルカリ金属およびア
ルカリ土類金属の各々の含有率がそれぞれ１ｐｐｍ以下
で不純物含有率が低い高純度クリストバライト粒子の製
造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に透明石英ガラスは、シリカ粒子を
加熱溶融しガラス化して製造される。その加熱溶融の方
式として、アルゴン−酸素プラズマ炎または酸水素炎中
で溶融させるベルヌーイ法、あるいは容器に充填したシ
リカを高真空下で加熱溶融する真空熔融法などがある。
従来より透明石英ガラスの原料としては天然水晶が用い
られている。しかし、半導体分野においてＬＳＩの集積
度が高まるに伴い、使用する原材料に対する高純度化の
要求が厳しくなっているが、良質の天然水晶は枯渇しつ
つある。その対策として天然水晶を合成高純度シリカで
代替しようとする検討が行われている。しかし、前記の
方法において原料として非晶質合成高純度シリカを用い
た場合には、高純度化は可能であるが気泡の完全な除去
は極めて困難で、得られた石英ガラスは多くの気泡を有
するという問題点がある。これは原料シリカの多孔質性
と緻密度の不足に起因すると考えられている。

【０００３】この問題の解決策の一つとして、非晶質合
成シリカをより緻密な構造を有するクリストバライトに
転化させてから用いる方法（たとえば、特開昭６１−５
８８２２号、特開昭６１−５８８２３号公報など）が提
案されている。しかし、これらの方法では、クリストバ
ライト化させようとする非晶質シリカに対して多くのア
ルカリ金属成分を添加しており、ガラス化した後にもか
なりのアルカリ金属成分が残存するので、高純度石英ガ
ラスとしては品質上の問題がある。アルカリ成分は除去
が困難であり、長時間にわたる加熱処理を要する。

【０００４】非晶質シリカをクリストバライトに転化さ
せるにあたって、アルカリ金属成分の含有率が低い高純
度のクリストバライトを得るために、アルカリ金属成分
の含有率が低い高純度の非晶質シリカを、アルカリ金属
成分を添加せずに、そのまま加熱処理だけでクリストバ
ライト化させる方法（たとえば、特開平３−８７０８号
公報など）が提案されている。しかし、この方法では、
非晶質シリカのクリストバライトへの転化速度が小さ
く、生産性が低い。非晶質シリカのクリストバライトへ
の転化速度を大きくするために加熱処理温度を高める手
段もあるが、この場合には、加熱処理に際して使用する
容器や炉材などからの不純物混入による製品汚染の機会
が増大し、また、容器の寿命が短くなる等の問題点があ
る。

【０００５】本発明者らは、従来方法の問題点を改善す
るため、先に、アルカリ金属成分の含有率が低い高純度
の非晶質シリカ粒子に予めクリストバライト粒子を包含
させ、これを加熱処理してクリストバライト化させる方
法（特開平５−１９３９２６号公報）を提案した。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記の方法で
は、クリストバライト化原料としての非晶質シリカ粒子
に予め包含させるクリストバライト粒子を必要とする。
従って、包含させるためのクリストバライト粒子を、非
晶質シリカ粒子のクリストバライト化処理に先立って予
め準備しておく必要があり、製造工程が煩雑化する問題
点がある。また、クリストバライト化原料としての非晶
質シリカ粒子に予め包含させたクリストバライト粒子
は、非晶質シリカ粒子のクリストバライト化処理の際
に、再度の加熱処理を受けるので、全体として熱エネル
ギーの消費量が大きくなり、省エネルギーの効果を低減
させる問題点がある。

【０００７】本発明の方法では、原料シリカとしてアル
カリ金属およびアルカリ土類金属の含有量が極めて少な
い高純度の非晶質シリカを用い、アルカリ成分を実質的
に存在させることなくクリストバライト化させるので、
得られたクリストバライトはアルカリ成分の含有率が小
さく脱アルカリ処理を要しない。また、アルカリ金属お
よびアルカリ土類金属以外の不純物の含有量も少ない高
純度の非晶質シリカを用いることにより、更に高純度の
クリストバライト粒子を得ることができる。また、クリ
ストバライト化原料としての非晶質シリカ粒子には、ク
リストバライト粒子を予め包含させる必要がないので、
省エネルギーの効果を高めることができる。本発明の目
的は、緻密性に優れた、アルカリ金属およびアルカリ土
類金属の含有率が極めて低い、高純度のクリストバライ
ト粒子を効率良く、しかも経済的に製造する方法を提供
することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、従来の方
法における前記の問題点を改善するため鋭意研究した結
果、アルカリ珪酸塩水溶液から得られた水ガラス系非晶
質シリカ粒子を、珪酸アルコキシドから得られた非晶質
シリカ（以下、アルコキシド系非晶質シリカということ
がある）の存在下に１２００〜１７００℃で加熱処理す
ることにより、クリストバライト化のための添加剤であ
るアルカリ金属を存在させることなしに、水ガラス系非
晶質シリカ粒子のクリストバライトへの転化速度を増大
させ、比較的に低温度・短時間の加熱処理によってクリ
ストバライト粒子を得ることができることを見出し、本
発明を完成した。

【０００９】本発明は、アルカリ珪酸塩水溶液から得ら
れた水ガラス系非晶質シリカ粒子を、珪酸アルコキシド
から得られた非晶質シリカの存在下に１２００〜１７０
０℃で加熱処理することを特徴とするクリストバライト
粒子の製造方法に関する。

【００１０】前記アルカリ珪酸塩水溶液から得られた水
ガラス系非晶質シリカ粒子は、そのなかに含まれるアル
カリ金属およびアルカリ土類金属の各元素の含有率が、
それぞれ１ｐｐｍ以下のものであることが好ましい。ま
た、その他の金属、Ｐ、Ｂについても同様のことがいえ
る。

【００１１】また、前記珪酸アルコキシドから得られた
非晶質シリカの含有量は、全シリカ量１００重量部あた
り、少なくとも５重量部であることが好ましく、また、
前記珪酸アルコキシドから得られた非晶質シリカにおけ
るアルカリ金属およびアルカリ土類金属の各元素の含有
率は、それぞれ１ｐｐｍ以下のものであることが好まし
い。また、その他の金属、Ｐ、Ｂについても同様のこと
がいえる。

【００１２】クリストバライト化用原料シリカの調製
（工程−１） 本発明の方法で用いられるクリストバライト化用主原料
の非晶質シリカは、アルカリ珪酸塩水溶液から得られる
が、その製法は限定されず、何れの方法で得られたもの
であってもよい。

【００１３】ところで、半導体分野に用いられる透明石
英ガラス製造用の原料シリカは、不純物ができるだけ少
ない方がよく、アルカリ金属、アルカリ土類金属、Ａ
ｌ、Ｐ、Ｂ、およびＴｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｕ、Ｍｏなど
の遷移金属元素などの含有率が、それぞれ１ｐｐｍ以下
であることが望まれている。しかし、従来から用いられ
てきた天然水晶は、一般にＡｌの含有率が高く、通常１
０ｐｐｍを超える。Ａｌは難除去性の元素であり、熱処
理・酸抽出等の手段によっても除くことが困難である。
従って、Ａｌ含有率の少ない合成シリカは、半導体分野
向けの高純度石英ガラス製造用原料として有利である。

【００１４】このようなことから、本発明の方法で用い
られる主原料の非晶質シリカは、アルカリ金属、アルカ
リ土類金属、Ａｌ、Ｐ、Ｂ、およびＴｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、
Ｃｕ、Ｍｏなどの遷移金属元素の含有率が、それぞれ１
ｐｐｍ以下であるものであることが望ましい。このよう
なシリカは、本発明者らが先に提案した例えば、特開昭
６２−３０１１号、特開昭６２−３０１２号、特開昭６
２−２８３８０９号、特開昭６２−２８３８１０号各公
報記載の方法−すなわち、粘度が２〜５００ポイズの範
囲であるアルカリ珪酸塩水溶液を、孔径１ｍｍ以下のノ
ズルを通して水溶性有機媒体または濃度４規定以下の酸
溶液からなる凝固浴中に押し出して凝固（凝固処理）さ
せ、得られた繊維状ないし柱状のゲルを酸を含む液で処
理（酸処理）した後、次いで水洗して不純物を抽出除去
することによって、または、このようにして得られたシ
リカを更に１０００℃以上の温度で加熱処理することに
よって得ることができる。

【００１５】また、本発明で用いられる珪酸アルコキシ
ドは、一般式Ｍ_XＳｉ（ＯＲ）_4-X（但し、Ｍ＝アルキル
基、またはＣｌ、Ｆ等のハロゲン、Ｒ＝アルキル基、好
ましくはＣ₁〜Ｃ₃の低級アルキル基、Ｘ＝１〜３）で示
されるものであれば、どのようなものであっても構わな
いが、加水分解反応を起こし、シリカを生成するものが
好ましい。珪酸アルコキシドとしては、例えばテトラメ
トキシシラン、テトラエトキシシラン等が挙げられる。
また、高純度なクリストバライト粉を得るため、加水分
解後の生成物に解離しにくい物質を含有しないものが好
ましい。

【００１６】本発明において、前記珪酸アルコキシドか
ら得られた非晶質シリカ（アルコキシド系非晶質シリ
カ）を水ガラス系非晶質シリカ粒子と共存させる方法と
しては種々の方法がある。

【００１７】第一の態様としては、アルカリ珪酸塩水溶
液に、アルコキシド系非晶質シリカの粒子を添加・混合
して分散させた後、前記の凝固・酸処理を行ない、前記
水ガラス系非晶質シリカ粒子に珪酸アルコキシドから得
られた非晶質シリカ（アルコキシド系非晶質シリカ）を
混在させる方法がある。

【００１８】第二の態様としては、水ガラス系非晶質シ
リカ粒子に珪酸アルコキシドを含浸させる方法であっ
て、具体的には、水ガラス系非晶質シリカ粒子に珪酸ア
ルコキシドと加水分解反応に必要な水を加え混合し、混
合中に加水分解反応を起こさせ、前記水ガラス系非晶質
シリカ粒子に珪酸アルコキシドから得られた非晶質シリ
カ（アルコキシド系非晶質シリカ）を混在させる方法が
ある。この方法において、混合時に、加水分解反応を促
進させるために、塩酸、アンモニア等の触媒を添加して
もなんらさしつかえない。

【００１９】さらに、第三の態様としては、あらかじめ
珪酸アルコキシドを加水分解させて得られたアルコキシ
ド系非晶質シリカ粒子と水ガラス系非晶質シリカ粒子と
を混合して、前記水ガラス系非晶質シリカ粒子にアルコ
キシド系非晶質シリカを混在させる方法がある。添加す
るアルコキシド系非晶質シリカは、珪酸アルコキシドを
加水分解させたものであれば、例えば塩酸、アンモニア
等の触媒を添加して得られたものなど、どのような方法
によって得られたものでも構わない。また混合方法は、
乾式、湿式など、どのような方法でも構わない。

【００２０】本発明で用いられるクリストバライト化用
原料シリカは、前述の方法で得られた混合シリカを必要
により粉砕し、また、粉砕後に造粒ないし賦型して用い
ることができる。

【００２１】本発明の方法は、アルコキシド系非晶質シ
リカの結晶化開始温度が、水ガラス系非晶質シリカのそ
れに比較して低いという、本発明者らが見出した知見を
巧みに利用するものである。水ガラス系非晶質シリカ粒
子に含まれたアルコキシド系非晶質シリカは、水ガラス
系非晶質シリカ粒子が結晶化を開始する際の核として作
用し、非晶質部分に接触する面積が大きい程その存在の
効果が大きい。

【００２２】アルカリ珪酸塩水溶液に添加するか、また
は水ガラス系非晶質シリカ粒子と混合するアルコキシド
系非晶質シリカの粒子は、その粒径が小さい程有効であ
り、その粒径が１００μｍ以下、好ましくは３０μｍ以
下、更に好ましくは１０μｍ以下であるものがよい。

【００２３】水ガラス系非晶質シリカ粒子に含ませるア
ルコキシド系非晶質シリカの量は、アルコキシド系非晶
質シリカを含む全シリカ量１００重量部あたり、少なく
とも５重量部とする。包含させるアルコキシド系非晶質
シリカの量が５重量部未満であるときには、水ガラス系
非晶質シリカ粒子の結晶化を促進する効果が小さい。

【００２４】一方、包含させるアルコキシド系非晶質シ
リカの量の上限値は、特に制限はないが、生産効率の点
からは少ない程有利であり、全シリカ量１００重量部あ
たり、５０重量部以下、好ましくは３０重量部以下、更
に好ましくは１０重量部以下であるのがよい。

【００２５】本発明の方法で用いられる非晶質シリカの
粒子径は特に限定されないが、得られたクリストバライ
ト化シリカを火焔溶融法による透明石英ガラス製造用原
料とする場合には、粒子径が小さ過ぎると操作性や生産
性の点で問題を生じ、また、粒子径が大き過ぎると均質
な溶融が困難となるので、実用上からは１０μｍ以上、
好ましくは２０μｍ〜５ｍｍ、更に好ましくは５０〜４
００μｍの範囲がよい。

【００２６】なお、必要により、原料として用いるシリ
カの粒度の調整を行う場合には、通常の粉砕装置−たと
えば、ポットミル、チューブミル、コニカルボールミル
またはコンパートメントミルなどの転動ボールミル、振
動ボールミル、または塔式粉砕機、撹拌槽型ミルなどの
媒体撹拌ミルまたはロールミルなどを用いることがで
き、好ましくは、転動ボールミル、振動ボールミルが用
いられる。

【００２７】砕料と接触する粉砕装置要部または必要に
応じて用いるボール、ロッドなどの粉砕媒体の材質は通
常の場合、アルミナ、ジルコニア、プラスチック被覆
鋼、炭化ケイ素または窒化ケイ素などから、また、アル
ミニウム、ジルコニウムなどの混入が好ましくない場合
には、石英ガラス、溶融石英、水晶、瑪瑙または珪石な
どの珪酸質材料の中から、それぞれ適宜選択すればよ
い。なお、必要に応じて用いるボールなどの剛体からな
る粉砕媒体の大きさは、直径が０．５〜５０ｍｍの範
囲、好ましくは１０〜４０ｍｍの範囲である。

【００２８】本発明の方法では、その表面および／また
は内部にアルコキシド系非晶質シリカを含む水ガラス系
非晶質シリカ粒子をそのまま、クリストバライト化用原
料シリカとする。なお、アルコキシド系非晶質シリカを
含む水ガラス系非晶質シリカ粒子を、更に適宜の量のク
リストバライト粒子と混合して、加熱処理することもで
きる。

【００２９】クリストバライト化工程（工程−２） 所定量比アルコキシド系非晶質シリカを含む水ガラス系
非晶質シリカ粒子を、温度１２００〜１７００℃、好ま
しくは１３００〜１６００℃、更に好ましくは１３５０
〜１５００℃の範囲で加熱してクリストバライト化す
る。

【００３０】本工程における加熱処理時間は、１時間以
上、好ましくは２〜３０時間の範囲である。

【００３１】加熱処理を行う際に原料シリカを保持する
容器の材質としては、高温に耐え、しかも、バインダー
や焼結助剤を含まないものであることが望ましい。特
に、石英製のものが好ましい。

【００３２】本発明の方法において加熱処理を行う際の
雰囲気としては、空気、酸素、炭酸ガスなどでもよい
し、また、窒素、アルゴン、ヘリウムなどの不活性ガス
を用いることもできる。また、真空状態で行うこともで
きる。

【００３３】加熱処理を行う際に用いる装置としては、
原料シリカを所定の温度に維持することができるもので
あればよく、管状炉、箱型炉、トンネル炉などを使用す
ることができる。また、加熱方式としては、電熱、燃焼
ガスなどによればよい。

【００３４】

【実施例】以下、実施例および比較例により本発明の方
法を具体的に説明する。説明中の「部」は、「重量部」
を示す。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるも
のではない。

【００３５】実施例１〜７、および比較例１〜２ １）水ガラス系非晶質シリカ粒子の調製；ＪＩＳ ３号
水ガラスを加熱濃縮して、２０℃における粘度を３００
ｃｐｓとした。この水ガラス約８リットルをポンプで加
圧し、濾過器（目開き７０μｍ）を経てノズル（孔径
０．２ｍｍ、孔数５０個）を通して、５０℃に保持され
た８重量％硫酸水溶液３００リットルを入れた凝固浴中
へ速度０．７ｍ／秒で押し出した。繊維状で得られたシ
リカを、１０倍量の新たに調製した８重量％硫酸水溶液
中に浸漬して温度約９５℃で約１時間攪拌して不純物の
抽出を行い、ついでシリカの１０倍量の純水を用いて２
回洗浄した。上記の抽出・洗浄操作を５回繰り返した
後、遠心分離機で脱水して得られた湿シリカを熱風乾燥
機により温度１５０℃で８時間乾燥し、含水率（焼成シ
リカ基準の重量減少率）が７重量％である水ガラス系非
晶質シリカ３．７ｋｇ＜Ｎ＞を得た。この水ガラス系非
晶質シリカの不純物含有率は、Ａｌ：０．２ｐｐｍ、Ｔ
ｉ：０．１ｐｐｍ以下、Ｎａ：０．１ｐｐｍ以下、Ｋ：
０．１ｐｐｍ以下、Ｌｉ：０．１ｐｐｍ以下、Ｕ：０．
０５ｐｐｂ以下であった。

【００３６】２）アルコキシド系非晶質シリカ粒子の調
製;エチルシリケート１ｋｇ、エタノール２リットル、
純水６６０ｇおよび２８％アンモニア水５００ｇを混合
し、室温で１５時間攪拌してシリカゲルを得た。得られ
たシリカゲルを純水５リットルを用いて２回洗浄し、遠
心分離機で脱水後、得られた湿シリカゲルを４００℃に
保持した乾燥機中で１夜乾燥して、アルコキシド系非晶
質シリカ粒子２５０ｇを得た。

【００３７】３）クリストバライト化用原料シリカの調
製； （３−１）アルカリ珪酸塩水溶液に、アルコキシド系非
晶質シリカ粒子を添加・混合して分散させた後、前記の
凝固・酸処理を行う方法：前記２）で得られたアルコキ
シド系非晶質シリカ粒子を、石英内張りのボールミルと
石英製ボールを用いて粉砕し、平均粒径３．５μｍの粒
子（ａａ−１）１２０ｇと、平均粒径３５μｍの粒子
（ａａ−２）３０ｇとを得た。これらのアルコキシド系
非晶質シリカ粒子ａａ−１またはａａ−２を、各種の量
比でアルカリ珪酸塩水溶液に添加・混合して分散させた
後、前記１）の手法に準じて凝固・酸処理し、各種の量
比でアルコキシド系非晶質シリカ粒子を包含した水ガラ
ス系非晶質シリカ粒子＜Ａ−ａ＞を得た。

【００３８】（３−２）水ガラス系非晶質シリカ粒子に
珪酸アルコキシドを含浸させる方法：前記１）で得られ
た水ガラス系非晶質シリカ粒子＜Ｎ＞９５部と９０部と
のそれぞれに、純水各５００部を加えた後、メチルシリ
ケートを前者には１２．６部、後者には２５．３部を加
えて混合し、含浸処理を施したシリカ粒子を６０℃で１
夜乾燥し、更に１５０℃で１日乾燥して、各種の量比の
メトキシド含浸水ガラス系非晶質シリカ粒子＜Ａ−ｂ＞
を得た。

【００３９】（３−３）水ガラス系非晶質シリカ粒子
と、アルコキシド系非晶質シリカ粒子とを混合・粉砕
し、造粒する方法：前記１）で得られた水ガラス系非晶
質シリカ粒子＜Ｎ＞９０部と、前記２）で得られたアル
コキシド系非晶質シリカ粒子１０部とに純水１００部を
加えて、石英内張りボールミルと石英製ボールを用いて
混合・粉砕し、造粒して１５０℃で１夜乾燥し、アルコ
キシド系非晶質シリカ粒子を包含した水ガラス系非晶質
シリカ粒子＜Ａ−ｃ＞を得た。

【００４０】４）水ガラス系非晶質シリカ粒子のクリス
トバライト化；前記３）で調製した、アルコキシド系非
晶質シリカを含む各種の水ガラス系非晶質シリカ粒子＜
Ａ群＞、また、比較のために、アルコキシド系非晶質シ
リカを包含させていない水ガラス系非晶質シリカ粒子＜
Ｎ＞について、試料各１００ｇを、それぞれ石英製ルツ
ボ（容量：１リットル、蓋付き）に充填し、空気雰囲気
中において、表１に示す条件で加熱処理した。加熱処理
して得られたシリカについて、それぞれのクリストバラ
イト化率を測定し、表１に示した。

【００４１】クリストバライト化率は、下記により求め
た。前記１）で得た水ガラス系非晶質シリカ粒子を、１
５００℃で２０時間加熱処理したシリカのクリストバラ
イト化率を１００％とし、これに既知量の非晶質シリカ
を加えて結晶質シリカ分の割合の異なる各種の試料を調
製した。各試料についてＸ線回折試験を行い、２θ：２
１．９°に出現するピークに関して１９．５°≦２θ≦
２４．５°の範囲でピーク高さを積分し、得られた＜ピ
ーク面積＞と試料中の結晶質シリカ分の割合（重量％）
との関係を示す検量線を作成した。各試験条件で得られ
た加熱処理後のシリカについてＸ線回折試験を行い、前
記検量線によってクリストバライト化率を求めた。

【００４２】加熱処理して得られたシリカの不純物含有
率は、いずれも、Ａｌ：０．２ｐｐｍ、Ｔｉ：０．１ｐ
ｐｍ以下、Ｎａ：０．１ｐｐｍ以下、Ｋ：０．１ｐｐｍ
以下、Ｌｉ：０．１ｐｐｍ以下、Ｕ：０．０５ｐｐｂ以
下であった。

【００４３】

【表１】 註： ＜ ＞ … クリストバライト化用原料シリカ粒子
の区分 ＜Ｎ＞ … アルコキシド系非晶質シリカを含ませ
ていない水ガラス系非晶質シリカ粒子 ＜Ａ＞ … アルコキシド系非晶質シリカを含ませ
た水ガラス系非晶質シリカ粒子 ＜Ａ−ａ＞ … アルカリ珪酸塩水溶液に、アルコキシ
ド系非晶質シリカ粒子を添加・混合して分散させた後、
凝固・酸処理して得られたもの ＜Ａ−ｂ＞ … 水ガラス系非晶質シリカ粒子＜Ｎ＞
に、珪酸アルコキシドを含浸させたもの ＜Ａ−ｃ＞ … 水ガラス系非晶質シリカ粒子＜Ｎ＞
と、アルコキシド系非晶質シリカ粒子とを混合・粉砕
し、造粒したもの ＊¹ … クリストバライト化用原料シリカ粒子１０
０重量部あたりに含まれるアルコキシド系非晶質シリカ
の量を重量部で示す

【００４４】アルコキシド系非晶質シリカを含んでいな
いか（比較例１）、または含んでいても全シリカ量１０
０重量部あたり５重量部未満である（比較例２）、水ガ
ラス系非晶質シリカ粒子を加熱処理したときは、高温度
・長時間の処理でも、シリカのクリストバライト化率が
低かった。これに対して、全シリカ量１００重量部あた
り５重量部以上のアルコキシド系非晶質シリカを含む水
ガラス系非晶質シリカ粒子を加熱処理したときは、各実
施例に示されるように、クリストバライト化率が大幅に
向上した。

【００４５】

【発明の効果】本発明の方法では、水ガラス系非晶質シ
リカのクリストバライト化を促進するためのアルカリ金
属などの不純物となる核形成剤を用いていないが、包含
されたアルコキシド系非晶質シリカが核として水ガラス
系非晶質シリカのクリストバライト化を促進する作用効
果をもたらし、核形成剤を用いたときとほぼ同等のクリ
ストバライト化速度を得ることができる。

【００４６】本発明の方法によれば、比較的に低温度・
短時間の加熱処理条件においてクリストバライト化が可
能であり、しかも脱アルカリ処理を要することなく、大
幅な省エネルギー化に寄与し、しかもアルカリ金属およ
びアルカリ土類金属の含有率が極めて低い、高純度のク
リストバライトを効率よく製造することができる。

【００４７】さらに、使用する原料シリカを適宜に選択
することにより、Ａｌ、Ｔｉ、アルカリ金属などの不純
物含有率が極めて低い高純度の緻密なクリストバライト
粒子を得ることができる。

【００４８】本発明の方法で得られるクリストバライト
粒子は、充填剤・分散剤などに用いられるほか、高品質
人工水晶・セラミックスなどの原料として、また特に、
溶融賦型の際に気泡の発生がないので透明石英ガラス原
料として好適に用いることができる。更に、本発明の方
法は従来法による場合に比較して経済的であり、製造コ
ストを低減することができるという利点を併せ持ってい
る。

フロントページの続き (72)発明者 原 幸伸 青森県八戸市江陽三丁目１番109号 日東 化学工業株式会社内 (72)発明者 秋山 智幸 茨城県土浦市富士崎１−18−７−1003 (72)発明者 津久間 孝次 茨城県土浦市富士崎１−18−７−901

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 アルカリ珪酸塩水溶液から得られた水ガ
   ラス系非晶質シリカ粒子を、珪酸アルコキシドから得ら
   れた非晶質シリカの存在下に１２００〜１７００℃で加
   熱処理することを特徴とするクリストバライト粒子の製
   造方法。
2. 【請求項２】 珪酸アルコキシドから得られた非晶質シ
   リカ粒子を添加して分散させたアルカリ珪酸塩水溶液を
   凝固させ、得られたゲルを酸含有液で処理した後、つい
   で水洗して不純物を抽出除去して得られた水ガラス系非
   晶質シリカ粒子を１２００〜１７００℃で加熱処理する
   ことを特徴とするクリストバライト粒子の製造方法。
3. 【請求項３】 水ガラス系非晶質シリカ粒子に珪酸アル
   コキシドを含浸させて得られた水ガラス系非晶質シリカ
   粒子を１２００〜１７００℃で加熱処理することを特徴
   とするクリストバライト粒子の製造方法。
4. 【請求項４】 アルカリ珪酸塩水溶液から得られた水ガ
   ラス系非晶質シリカ粒子と、珪酸アルコキシドから得ら
   れた非晶質シリカ粒子との混合物を１２００〜１７００
   ℃で加熱処理することを特徴とするクリストバライト粒
   子の製造方法。
5. 【請求項５】 珪酸アルコキシドから得られた非晶質シ
   リカの使用量が、全シリカ量１００重量部あたり少なく
   とも５重量部である請求項１、２、３または４記載のク
   リストバライト粒子の製造方法。
6. 【請求項６】 アルカリ珪酸塩水溶液から得られた水ガ
   ラス系非晶質シリカ粒子におけるアルカリ金属またはア
   ルカリ土類金属の各元素の含有率がそれぞれ１ｐｐｍ以
   下のものである請求項１、２、３、４または５記載のク
   リストバライト粒子の製造方法。
7. 【請求項７】 珪酸アルコキシドから得られた非晶質シ
   リカにおけるアルカリ金属またはアルカリ土類金属の各
   元素の含有率がそれぞれ１ｐｐｍ以下のものである請求
   項１、２、３、４、５または６記載のクリストバライト
   粒子の製造方法。