JPH0798665B2 - シリカガラスの製造法 - Google Patents
シリカガラスの製造法Info
- Publication number
- JPH0798665B2 JPH0798665B2 JP60110019A JP11001985A JPH0798665B2 JP H0798665 B2 JPH0798665 B2 JP H0798665B2 JP 60110019 A JP60110019 A JP 60110019A JP 11001985 A JP11001985 A JP 11001985A JP H0798665 B2 JPH0798665 B2 JP H0798665B2
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- Japan
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- silica glass
- gel
- raw material
- silicon alkoxide
- cracks
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- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03C—CHEMICAL 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
- C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
- C03C1/006—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels to produce glass through wet route
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- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、光学用等に使用されるバルク体のシリカガラ
スの製造法に関する。
スの製造法に関する。
（従来の技術） シリカガラスは優れた光学的性質、耐熱性、耐薬品性等
を有し、最近半導体工業等において有用性が認められて
いる。各種の製造法の中でヒドロゾルをゲル化し、乾燥
及び焼結する所謂ゾルゲル法が、例えばSiCl4、SiH4等
を原料として、酸素炎でガラスを堆積させていく方法よ
りも低温で得られるから省エネルギーで低コストであ
り、原料が液体であるために精製が容易であり高純度の
ものが得られる等の利点を有し、最近特に注目をあびて
いる。
を有し、最近半導体工業等において有用性が認められて
いる。各種の製造法の中でヒドロゾルをゲル化し、乾燥
及び焼結する所謂ゾルゲル法が、例えばSiCl4、SiH4等
を原料として、酸素炎でガラスを堆積させていく方法よ
りも低温で得られるから省エネルギーで低コストであ
り、原料が液体であるために精製が容易であり高純度の
ものが得られる等の利点を有し、最近特に注目をあびて
いる。
（発明が解決しようとする問題点） しかし、ゾルゲルによるシリカガラスの製造にはまだ未
解決の問題が残されており実用化には至っていない。特
にバルク体のゲルを乾燥する過程でクラックや割れを生
ずることが最大の難点であった。
解決の問題が残されており実用化には至っていない。特
にバルク体のゲルを乾燥する過程でクラックや割れを生
ずることが最大の難点であった。
本発明は、乾燥過程で上記した問題を生じないバルク体
のシリカガラスの製造法を提供することを目的とする。
のシリカガラスの製造法を提供することを目的とする。
（問題点を解決するための手段） 発明者らは、シリコンアルコキシド全量に対しシリコン
アルコキシド重縮合体をSiO2換算で１重量％以上含むシ
リコンアルコキシドを原料として用いることにより、ゾ
ル及びゲルの状態での初期の重合反応（…Ｏ−Si−Ｏ−
Si…の結合反応）が促進されて重合度の大きいゲルが得
られ、乾燥状態におけるバルク体ゲルのクラックや割れ
を防止できることを見出し本発明を完成するに至った。
アルコキシド重縮合体をSiO2換算で１重量％以上含むシ
リコンアルコキシドを原料として用いることにより、ゾ
ル及びゲルの状態での初期の重合反応（…Ｏ−Si−Ｏ−
Si…の結合反応）が促進されて重合度の大きいゲルが得
られ、乾燥状態におけるバルク体ゲルのクラックや割れ
を防止できることを見出し本発明を完成するに至った。
本発明は、シリコンアルコキシド全量に対しシリコンア
ルコキシド重縮合体をSiO2換算で１重量％以上含むシリ
コンアルコキシドを原料とし、これを加水分解し、得ら
れるヒドロゾルをゲル化、乾燥及び焼結するバルク体の
シリカガラスの製造法に関する。
ルコキシド重縮合体をSiO2換算で１重量％以上含むシリ
コンアルコキシドを原料とし、これを加水分解し、得ら
れるヒドロゾルをゲル化、乾燥及び焼結するバルク体の
シリカガラスの製造法に関する。
シリコンアルコキシドの重縮合体としては、例えばシリ
コンメトキシドSi（OCH3）４の重縮合体SiXOX-1（OC
H3）2X+2を挙げることができるがこれに限定されるもの
ではない。
コンメトキシドSi（OCH3）４の重縮合体SiXOX-1（OC
H3）2X+2を挙げることができるがこれに限定されるもの
ではない。
本発明において原料として用いるシリコンアルコキシド
の重縮合体は、単独、又はSi（OCH3）４、Si（OC2H3）
４等のシリコンアルコキシドと混合して、液状にして
（必要に応じてアルコール等の溶媒を加え）水（必要に
応じて酸又はアルカリでpHを調整する）と混合し加水分
解して、ヒロゾルとされる。シリカガラスは、前記ヒド
ロゾルを容器に移し静置してゲル化させ、次いで、乾燥
して水、アルコール等を除去して乾燥ゲルとし、更に焼
結して得られる。
の重縮合体は、単独、又はSi（OCH3）４、Si（OC2H3）
４等のシリコンアルコキシドと混合して、液状にして
（必要に応じてアルコール等の溶媒を加え）水（必要に
応じて酸又はアルカリでpHを調整する）と混合し加水分
解して、ヒロゾルとされる。シリカガラスは、前記ヒド
ロゾルを容器に移し静置してゲル化させ、次いで、乾燥
して水、アルコール等を除去して乾燥ゲルとし、更に焼
結して得られる。
シリコンアルコキシドの重縮合体を原料のシリコンアル
コキシド全量に対しSiO2換算で１重量％以上含有させる
理由は、前記したようにゾル及びゲルの状態での初期の
重縮合反応を促進してバルク体ゲルを乾燥する過程での
クラックや割れを防止するためであり、１重量％未満で
はその効果がない。好ましくは10重量％以上になるよう
に用いる。
コキシド全量に対しSiO2換算で１重量％以上含有させる
理由は、前記したようにゾル及びゲルの状態での初期の
重縮合反応を促進してバルク体ゲルを乾燥する過程での
クラックや割れを防止するためであり、１重量％未満で
はその効果がない。好ましくは10重量％以上になるよう
に用いる。
（実施例） 次に実施例を説明する。
実施例１ シリコンメトキシドの５量体Si5O4（OCH3）12を中心に
もつシリコンメトキシド重縮合体（原料Ａとする）を原
料とし、これにメタノールを原料A1モル（SiO2換算）に
対して４モルの割合で加え撹拌した溶液に、pHが10.6と
なるように調整したアンモニア水2.5モルを加えて充分
混合して均一なシリカゾルを得た。このシリカゾルをテ
フロンのコーティングをした90mmφのシャーレに10mmの
厚さとなるよう充填し、両面テープを用いてアルミ箔で
蓋をし、室温で約２時間静置してゲル化させ、室温で１
日エージングした後、蓋にピンホールを２個あけて50℃
の恒温槽中で７日間乾燥し、次いで120℃の恒温槽に移
して一昼夜乾燥して乾燥ゲルを得た。得られた乾燥ゲル
のかさ密度は0.8g/cm3、比表面積は焼く850cm2gであ
り、クラック、割れなどは全くなかった。この乾燥ゲル
を毎分１℃の昇温速度で1050℃まで加熱焼結し、直径45
mm及び厚さ5mmの割れのない透明なシリカガラスを得
た。このシリカガラスは分析の結果、市販の石英ガラス
と熱膨張係数等の特性が一致した。
もつシリコンメトキシド重縮合体（原料Ａとする）を原
料とし、これにメタノールを原料A1モル（SiO2換算）に
対して４モルの割合で加え撹拌した溶液に、pHが10.6と
なるように調整したアンモニア水2.5モルを加えて充分
混合して均一なシリカゾルを得た。このシリカゾルをテ
フロンのコーティングをした90mmφのシャーレに10mmの
厚さとなるよう充填し、両面テープを用いてアルミ箔で
蓋をし、室温で約２時間静置してゲル化させ、室温で１
日エージングした後、蓋にピンホールを２個あけて50℃
の恒温槽中で７日間乾燥し、次いで120℃の恒温槽に移
して一昼夜乾燥して乾燥ゲルを得た。得られた乾燥ゲル
のかさ密度は0.8g/cm3、比表面積は焼く850cm2gであ
り、クラック、割れなどは全くなかった。この乾燥ゲル
を毎分１℃の昇温速度で1050℃まで加熱焼結し、直径45
mm及び厚さ5mmの割れのない透明なシリカガラスを得
た。このシリカガラスは分析の結果、市販の石英ガラス
と熱膨張係数等の特性が一致した。
実施例２ 実施例１における原料ＡをSiO2換算で0.5モル、シリコ
ンメトキシド0.5モル及びメタノール4.5モルを混合撹拌
した溶液に、pHが10.6となるように調整したアンモニア
水４モルを加えて充分に混合して均一なシリカゾルを得
た。このシリカゾルを実施例１と同様にしてシャーレに
入れ、アルミ箔で蓋をして室温で静置したところ約40分
でゲル化した。このゲルを実施例１と同様にしてエージ
ング及び乾燥して乾燥ゲルを得た。この乾燥ゲルは、体
積がゲル化直後の約30％に収縮し、かさ密度は0.70g/cm
3でクラック、割れ等は全くなかった。この乾燥ゲルを
毎分１℃で昇温し、1150℃まで加熱焼結した結果、直径
40mm及び厚さ4.5mmの割れのない透明なシリカガラスが
得られ、その特性は市販の石英ガラスと一致した。
ンメトキシド0.5モル及びメタノール4.5モルを混合撹拌
した溶液に、pHが10.6となるように調整したアンモニア
水４モルを加えて充分に混合して均一なシリカゾルを得
た。このシリカゾルを実施例１と同様にしてシャーレに
入れ、アルミ箔で蓋をして室温で静置したところ約40分
でゲル化した。このゲルを実施例１と同様にしてエージ
ング及び乾燥して乾燥ゲルを得た。この乾燥ゲルは、体
積がゲル化直後の約30％に収縮し、かさ密度は0.70g/cm
3でクラック、割れ等は全くなかった。この乾燥ゲルを
毎分１℃で昇温し、1150℃まで加熱焼結した結果、直径
40mm及び厚さ4.5mmの割れのない透明なシリカガラスが
得られ、その特性は市販の石英ガラスと一致した。
比較例 シリコンメトキシドの単量体Si（OCH3）４の１モル、メ
タノール4.5モル及びアンモニア水（pH10.6）４モルを
充分に混合し、以下実施例１と同一の方法で乾燥ゲルを
作成したが、ゲルは乾燥途中でクラック及び割れが発生
した。
タノール4.5モル及びアンモニア水（pH10.6）４モルを
充分に混合し、以下実施例１と同一の方法で乾燥ゲルを
作成したが、ゲルは乾燥途中でクラック及び割れが発生
した。
（発明の効果） 本発明によれば、バルク体ゲルの乾燥過程におけるクラ
ックや割れの発生を防止できるので、シリカガラスを従
来より安価に製造できる。又、本発明の方法は、従来の
石英ガラスを使用していた分野ばかりでなく、他のガラ
ス分野にも応用を拡げることができる。
ックや割れの発生を防止できるので、シリカガラスを従
来より安価に製造できる。又、本発明の方法は、従来の
石英ガラスを使用していた分野ばかりでなく、他のガラ
ス分野にも応用を拡げることができる。
Claims (1)
- 【請求項１】シリコンアルコキシド全量に対しシリコン
アルコキシド重縮合体をSiO2換算で１重量％以上含むシ
リコンアルコキシドを原料とし、これを加水分解し、得
られるヒドロゾルをゲル化、乾燥し、焼結することを特
徴とする−Si−Ｏ−Si−結合を有するバルク体のシリカ
ガラスの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60110019A JPH0798665B2 (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | シリカガラスの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60110019A JPH0798665B2 (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | シリカガラスの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61270225A JPS61270225A (ja) | 1986-11-29 |
| JPH0798665B2 true JPH0798665B2 (ja) | 1995-10-25 |
Family
ID=14525059
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60110019A Expired - Lifetime JPH0798665B2 (ja) | 1985-05-22 | 1985-05-22 | シリカガラスの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0798665B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5009688A (en) * | 1988-09-28 | 1991-04-23 | Asahi Glass Company, Ltd. | Process for producing porous glass |
| EP0443781A1 (en) * | 1990-02-23 | 1991-08-28 | AT&T Corp. | Method for doping optical fibers |
| WO1996004210A1 (fr) * | 1994-08-04 | 1996-02-15 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Procede de production de verre de silice |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3767434A (en) * | 1971-04-08 | 1973-10-23 | Owens Illinois Inc | METHOD OF PREPARING P{11 O{11 {13 SiO{11 {11 PRODUCTS |
-
1985
- 1985-05-22 JP JP60110019A patent/JPH0798665B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61270225A (ja) | 1986-11-29 |
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