JPH08208214A - シリカゲル及びその製造法、並びに合成石英ガラス粉の製造法 - Google Patents
シリカゲル及びその製造法、並びに合成石英ガラス粉の製造法Info
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- JPH08208214A JPH08208214A JP1706495A JP1706495A JPH08208214A JP H08208214 A JPH08208214 A JP H08208214A JP 1706495 A JP1706495 A JP 1706495A JP 1706495 A JP1706495 A JP 1706495A JP H08208214 A JPH08208214 A JP H08208214A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 溶融時に発泡のない、高純度かつ高品質の合
成石英ガラスを提供しうるシリカゲルを得る。 【構成】 ゾルゲル反応により得られるシリカゲルであ
って、異常粒子の個数が２００個／１０ｇ以下であるこ
とを特徴とするシリカゲル。 【効果】 本発明のシリカゲルを焼成して得られた合成
石英ガラス粉は、溶融時発泡のない高純度の石英ガラス
成形体とすることができる。
成石英ガラスを提供しうるシリカゲルを得る。 【構成】 ゾルゲル反応により得られるシリカゲルであ
って、異常粒子の個数が２００個／１０ｇ以下であるこ
とを特徴とするシリカゲル。 【効果】 本発明のシリカゲルを焼成して得られた合成
石英ガラス粉は、溶融時発泡のない高純度の石英ガラス
成形体とすることができる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は高純度且つ高品質の合成
石英の原料として有用なシリカゲル及びその製造、並び
に合成石英ガラス粉の製造に関する。
石英の原料として有用なシリカゲル及びその製造、並び
に合成石英ガラス粉の製造に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、光通信分野、半導体産業等に使用
される石英ガラス製品についてはその純度に関し非常に
厳しい管理が行われている。このような高純度の石英ガ
ラスは主に、天然石英を粉砕して得た砂状の天然石英
粉（いわゆるｓａｎｄと称される）を原料とする方法、
また更に高純度とする場合は四塩化ケイ素の酸水素炎
中での分解で発生したヒュームを基体に付着・成長させ
て得られたヒュームの固まりを用いる酸水素炎法、ケ
イ素アルコキシド等の有機ケイ素化合物を原料として得
られたゲルを用いる、いわゆるゾルゲル法等によって製
造される。
される石英ガラス製品についてはその純度に関し非常に
厳しい管理が行われている。このような高純度の石英ガ
ラスは主に、天然石英を粉砕して得た砂状の天然石英
粉（いわゆるｓａｎｄと称される）を原料とする方法、
また更に高純度とする場合は四塩化ケイ素の酸水素炎
中での分解で発生したヒュームを基体に付着・成長させ
て得られたヒュームの固まりを用いる酸水素炎法、ケ
イ素アルコキシド等の有機ケイ素化合物を原料として得
られたゲルを用いる、いわゆるゾルゲル法等によって製
造される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
何れの製造法もそれぞれ一長一短がある。天然石英を
原料とする場合は本質的にはアルミ、鉄等の金属元素は
石英粒子内部に含有されており、酸洗浄等精製を繰り返
してもこれらを１０ｐｐｂ以下に高純度化することは困
難である。又、四塩化ケイ素の酸水素炎法では高純度
化は計れるものの、工業的に見合うコストに難があり、
量産化に至っていない。一方ゾルゲル法は量産化が計
れるものの、原料、中間体、製品は製造装置に接触する
という宿命があり、装置接触による不純物が混入しやす
い。また、ゾルゲル法により得られた石英ガラスは、一
般にシラノール基由来とされる細かな気泡を含有してお
り、フォトマスク、単結晶引上げ用るつぼ等の半導体産
業においては特に問題となる他、光ファイバー等光通信
分野においてもファイバー延伸時や使用に際して問題を
生じる場合がある。
何れの製造法もそれぞれ一長一短がある。天然石英を
原料とする場合は本質的にはアルミ、鉄等の金属元素は
石英粒子内部に含有されており、酸洗浄等精製を繰り返
してもこれらを１０ｐｐｂ以下に高純度化することは困
難である。又、四塩化ケイ素の酸水素炎法では高純度
化は計れるものの、工業的に見合うコストに難があり、
量産化に至っていない。一方ゾルゲル法は量産化が計
れるものの、原料、中間体、製品は製造装置に接触する
という宿命があり、装置接触による不純物が混入しやす
い。また、ゾルゲル法により得られた石英ガラスは、一
般にシラノール基由来とされる細かな気泡を含有してお
り、フォトマスク、単結晶引上げ用るつぼ等の半導体産
業においては特に問題となる他、光ファイバー等光通信
分野においてもファイバー延伸時や使用に際して問題を
生じる場合がある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、ゾルゲル
法における上記課題を解決すべく鋭意検討した所、意外
にも得られる石英ガラス体の気泡はゲルでのシラノール
基に由来するものの他に、ゲルに混入した異常粒子に由
来するものが存在することを見出した。すなわち本発明
者等の研究によれば、ゾルゲル法で用いられる反応槽、
乾燥器、配管等の装置内壁面には硬い、緻密なシリカ前
駆体から成るスケールが生成、付着しており、かかるス
ケールが、ゾルゲル反応により得られたシリカゲルに混
入する。かかるスケールから成る粒子は見掛け上はその
他のシリカゲルとは判別できないが、正常なシリカゲル
と異なり、硬く緻密であるため、その後の乾燥、焼成に
よっても、容易に有機基由来のカーボンが脱却せず、ゲ
ルを焼成して得られる合成石英ガラス粉中に残る。これ
らのカーボン成分は、合成石英ガラス粉を溶融加工して
石英ガラス体とする際、燃焼しガスを発生させる為、得
られる石英ガラス体は泡を含有することになる。
法における上記課題を解決すべく鋭意検討した所、意外
にも得られる石英ガラス体の気泡はゲルでのシラノール
基に由来するものの他に、ゲルに混入した異常粒子に由
来するものが存在することを見出した。すなわち本発明
者等の研究によれば、ゾルゲル法で用いられる反応槽、
乾燥器、配管等の装置内壁面には硬い、緻密なシリカ前
駆体から成るスケールが生成、付着しており、かかるス
ケールが、ゾルゲル反応により得られたシリカゲルに混
入する。かかるスケールから成る粒子は見掛け上はその
他のシリカゲルとは判別できないが、正常なシリカゲル
と異なり、硬く緻密であるため、その後の乾燥、焼成に
よっても、容易に有機基由来のカーボンが脱却せず、ゲ
ルを焼成して得られる合成石英ガラス粉中に残る。これ
らのカーボン成分は、合成石英ガラス粉を溶融加工して
石英ガラス体とする際、燃焼しガスを発生させる為、得
られる石英ガラス体は泡を含有することになる。
【０００５】本発明者等は、上記の知見に基き更に鋭意
検討を重ねた結果、装置内壁面に付着するスケールから
成る異常粒子の製品への混入量を管理、低減することに
より、目的とする高品質の合成石英粉が得られることを
見いだし本発明に到達した。すなわち本発明の目的は、
ゾルゲル法により得られる合成石英ガラス粉の純度及び
品質を極めて高く維持し、更には発泡のない石英ガラス
体を得ること、及びこれら目的に適したシリカゲルを得
ることであり、しかしてかかる目的は、本発明の要旨で
ある、ゾルゲル反応により得られるシリカゲルであっ
て、窒素ガス流通下、８００℃で１５分間加熱すること
により黒点として検出される異常粒子の個数が２００個
／１０ｇ以下であることを特徴とするシリカゲルにより
達成される。また、ゾルゲル反応によるシリカゲルの製
造法であって、液又はシリカゲルが接する内壁部分が剥
離限界厚み以下のスケール層を有する反応装置を用いる
ことを特徴とするシリカゲルの製造方法により達成され
る。
検討を重ねた結果、装置内壁面に付着するスケールから
成る異常粒子の製品への混入量を管理、低減することに
より、目的とする高品質の合成石英粉が得られることを
見いだし本発明に到達した。すなわち本発明の目的は、
ゾルゲル法により得られる合成石英ガラス粉の純度及び
品質を極めて高く維持し、更には発泡のない石英ガラス
体を得ること、及びこれら目的に適したシリカゲルを得
ることであり、しかしてかかる目的は、本発明の要旨で
ある、ゾルゲル反応により得られるシリカゲルであっ
て、窒素ガス流通下、８００℃で１５分間加熱すること
により黒点として検出される異常粒子の個数が２００個
／１０ｇ以下であることを特徴とするシリカゲルにより
達成される。また、ゾルゲル反応によるシリカゲルの製
造法であって、液又はシリカゲルが接する内壁部分が剥
離限界厚み以下のスケール層を有する反応装置を用いる
ことを特徴とするシリカゲルの製造方法により達成され
る。
【０００６】以下、本発明を詳細に説明する。まず、本
発明のシリカゲルは、ゾルゲル法で得られるものであ
る。ここで、ゾルゲル法には一般に、ヒュームドリシ
カ等を水に分散してなるシリカゾルを、ゲル化するコロ
イド分散法と、アルコキシシラン等のケイ素化合物
を、加水分解してシリカゲルとする加水分解法、がある
が、これらのうち加水分解法が、得られるゲルの物性、
歩止まり、操作の簡便性等の点から好ましい。また、原
料ケイ素化合物としては、ケイ素の塩、酸化物、アルコ
キシド等が挙げられるが、これらのうちアルコキシドす
なわちアルコキシシランを用いれば不純物防止他得られ
るゲルの物性の点でも好ましい。加水分解法を具体的に
説明すると、例えば、反応機にアルコキシシランと高純
水を当量から１０倍当量仕込み、静置もしくは撹拌下、
加水分解縮合反応を進行させ、シリカゲルを得る。その
後、これを粉砕及び／又は乾燥してドライゲル粉末とす
ることも出来る。用いられるアルコキシシランは、加水
分解反応が生じるアルコキシシランであればいずれでも
よいが、テトラメトキシシランやテトラエトキシシラン
等、ケイ素原子に直接結合したアルキル基を有さないも
のが、ゲルの物性の点から好ましい。反応を促進する方
法としては、酸やアルカリ触媒を用いても良い。この場
合、金属を含まない触媒が好ましく、一般には有機酸や
アンモニア水等がよい。こうして得られるシリカゲルは
通常水分を数十％含んだウェットゲルであり、充分精製
した原料を用いればＮａ，Ｋ等のアルカリ金属をはじめ
金属不純物含有量を極めて低く抑えることができるため
半導体製造用途、光ファイバー等光通信用途に適した高
純度合成石英ガラスの前駆体となるものである。このウ
ェットゲルを予め乾燥するか、或いはそのまま粉砕する
ことにより、任意の粒度に調整する。ゲルでの粒度分布
がこれを焼成して得られる合成石英ガラス粉の粒度分布
を支配するため、目的とする合成石英ガラス粉の粒度分
布を見込み、乾燥、焼成による粒子の収縮分を考慮し
て、シリカゲルの最適粒度を決めれば良い。
発明のシリカゲルは、ゾルゲル法で得られるものであ
る。ここで、ゾルゲル法には一般に、ヒュームドリシ
カ等を水に分散してなるシリカゾルを、ゲル化するコロ
イド分散法と、アルコキシシラン等のケイ素化合物
を、加水分解してシリカゲルとする加水分解法、がある
が、これらのうち加水分解法が、得られるゲルの物性、
歩止まり、操作の簡便性等の点から好ましい。また、原
料ケイ素化合物としては、ケイ素の塩、酸化物、アルコ
キシド等が挙げられるが、これらのうちアルコキシドす
なわちアルコキシシランを用いれば不純物防止他得られ
るゲルの物性の点でも好ましい。加水分解法を具体的に
説明すると、例えば、反応機にアルコキシシランと高純
水を当量から１０倍当量仕込み、静置もしくは撹拌下、
加水分解縮合反応を進行させ、シリカゲルを得る。その
後、これを粉砕及び／又は乾燥してドライゲル粉末とす
ることも出来る。用いられるアルコキシシランは、加水
分解反応が生じるアルコキシシランであればいずれでも
よいが、テトラメトキシシランやテトラエトキシシラン
等、ケイ素原子に直接結合したアルキル基を有さないも
のが、ゲルの物性の点から好ましい。反応を促進する方
法としては、酸やアルカリ触媒を用いても良い。この場
合、金属を含まない触媒が好ましく、一般には有機酸や
アンモニア水等がよい。こうして得られるシリカゲルは
通常水分を数十％含んだウェットゲルであり、充分精製
した原料を用いればＮａ，Ｋ等のアルカリ金属をはじめ
金属不純物含有量を極めて低く抑えることができるため
半導体製造用途、光ファイバー等光通信用途に適した高
純度合成石英ガラスの前駆体となるものである。このウ
ェットゲルを予め乾燥するか、或いはそのまま粉砕する
ことにより、任意の粒度に調整する。ゲルでの粒度分布
がこれを焼成して得られる合成石英ガラス粉の粒度分布
を支配するため、目的とする合成石英ガラス粉の粒度分
布を見込み、乾燥、焼成による粒子の収縮分を考慮し
て、シリカゲルの最適粒度を決めれば良い。
【０００７】通常は、１０００ミクロン以下、好ましく
は９００ミクロン以下のウェットゲルとし、これを１０
０℃以上で加熱し水分及び加水分解反応で生成したアル
コール等の有機成分等を除去して水分含有量３０重量％
以下、好ましくは２０重量％以下、更に好ましくは１〜
１０重量％程度のドライゲルとすることができる。この
加熱にさきがけるか或は加熱後に、分級することにより
ドライゲルの粒度分布を１００〜５００ミクロン程度と
しておけば、これを焼成して得られる合成石英ガラス粉
の粒度分布を容易に望ましい範囲に制御することができ
る。ここで、本発明のシリカゲルは上述したようにゾル
ゲル法で得られるものであって、しかも以下に説明する
異常粒子の個数が２００個／１０ｇ以下、好ましくは１
００個／１０ｇ以下であることを特徴とする。ここで異
常粒子とは、見掛上は通常のゾルゲル反応により得られ
たシリカゲル粒子と見分けがつかないが、ゾルゲル反応
に用いられる反応装置内壁に付着し、硬く、緻密に固化
したスケールが、正常なゾルゲル反応の生成物との接触
により剥離し、混入したものである。このスケールが剥
離して混入してなる異常粒子は、主成分は、正常なゾル
ゲル反応の生成物であるシリカゲルと類似しシロキサン
結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を主体とするものであるが、ア
ルキル基、アルコキシ基等原料ケイ素化合物由来の有機
基が多く残存し、焼成によっても多量のカーボン成分と
して残留する上これを除去するのが困難な程に固化して
いる。また、この異常粒子は、装置内壁を構成する金属
成分をもまき込んでいることが多く、得られる合成石英
ガラス粉、ひいてはこれを溶融してなる石英ガラス体へ
の金属不純物の混入を引起すおそれのあるものである。
かかる異常粒子はカーボンを異常に多く含有し、容易に
除去できない為、窒素ガス流通下、８００℃で１５分間
加熱することにより、黒点として肉眼でも容易に検出、
計測できるものである。このような異常粒子の個数を制
御するには、ゲルに混入したこれらの異常粒子を除去し
てもよいが、望ましくは予め、ゲルの調製過程における
混入を防止するのが望ましい。そのためにはゾルゲル反
応の反応装置、すなわち反応容器、配管、粉砕機、乾燥
器等、液又はゲルと接触する内壁部分を有する装置にお
いて、かかる内壁部分のスケール層を剥離限界厚み以下
とした反応装置を用いるのが簡便である。スケール層を
剥離限界厚み以下におさえるとは、スケールの剥離・脱
落が実質的に無視できる範囲内の厚みとすることであ
り、通常は２ｍｍ以下である。よって２ｍｍ以上の厚み
になったら、内壁部分を洗浄する。この洗浄方法は、ス
ケール層を剥離限界厚み内に保つことができるものであ
れば特に限定されず、例えば、アルカリ洗浄等で行なわ
れる。効率良く洗浄するためには、アルカリ水（一般に
カセイソーダが用いられる）を５０℃以上好ましくは７
０℃以上に加温すると良い。洗浄時間は３０分〜１０時
間、好ましくは、１〜４時間であり、アルカリ洗浄後
は、純水にて数回〜数十回洗浄する。アルカリ洗浄の
他、シリカゲルスラリーでの友洗いも有効である。尚、
スケール層は、剥離限界厚み内であれば、内壁母材の保
護層として有用であるため、１０μｍ程度以上はスケー
ル層を保持しているのが望ましい。このようにして得ら
れた本発明のシリカゲルを、更に焼成し残基のカーボン
及びシラノールを除去し、閉孔させ合成石英ガラス粉と
する。望ましい合成石英ガラス粉は、通常、７５〜７０
０ミクロン、好ましくは７５〜４００ミクロンの粒度分
布（少なくとも９０ｗｔ％以上が前記粒度分布内に含ま
れる）を示し、カーボン５ｐｐｍ未満、シラノール５０
ｐｐｍ以下である。本発明の、異常粒子の個数が制御さ
れたシリカゲルを焼成することにより、かかる望ましい
範囲物性を有し、溶融時、発泡のない高品質な合成石英
ガラス粉を得ることができる。更に、本発明により得ら
れる合成石英ガラス粉は、他元素の不純物含有量も極め
て少ない、例えばＦｅ，Ｃｒは１ｐｐｍ以下、Ｎａ，Ｋ
は１００ｐｐｂ以下、のものとなる。これはスケールの
混入、脱落等による壁面素材からの不純物混入が防止で
きるためと考えられる。
は９００ミクロン以下のウェットゲルとし、これを１０
０℃以上で加熱し水分及び加水分解反応で生成したアル
コール等の有機成分等を除去して水分含有量３０重量％
以下、好ましくは２０重量％以下、更に好ましくは１〜
１０重量％程度のドライゲルとすることができる。この
加熱にさきがけるか或は加熱後に、分級することにより
ドライゲルの粒度分布を１００〜５００ミクロン程度と
しておけば、これを焼成して得られる合成石英ガラス粉
の粒度分布を容易に望ましい範囲に制御することができ
る。ここで、本発明のシリカゲルは上述したようにゾル
ゲル法で得られるものであって、しかも以下に説明する
異常粒子の個数が２００個／１０ｇ以下、好ましくは１
００個／１０ｇ以下であることを特徴とする。ここで異
常粒子とは、見掛上は通常のゾルゲル反応により得られ
たシリカゲル粒子と見分けがつかないが、ゾルゲル反応
に用いられる反応装置内壁に付着し、硬く、緻密に固化
したスケールが、正常なゾルゲル反応の生成物との接触
により剥離し、混入したものである。このスケールが剥
離して混入してなる異常粒子は、主成分は、正常なゾル
ゲル反応の生成物であるシリカゲルと類似しシロキサン
結合（Ｓｉ−Ｏ−Ｓｉ）を主体とするものであるが、ア
ルキル基、アルコキシ基等原料ケイ素化合物由来の有機
基が多く残存し、焼成によっても多量のカーボン成分と
して残留する上これを除去するのが困難な程に固化して
いる。また、この異常粒子は、装置内壁を構成する金属
成分をもまき込んでいることが多く、得られる合成石英
ガラス粉、ひいてはこれを溶融してなる石英ガラス体へ
の金属不純物の混入を引起すおそれのあるものである。
かかる異常粒子はカーボンを異常に多く含有し、容易に
除去できない為、窒素ガス流通下、８００℃で１５分間
加熱することにより、黒点として肉眼でも容易に検出、
計測できるものである。このような異常粒子の個数を制
御するには、ゲルに混入したこれらの異常粒子を除去し
てもよいが、望ましくは予め、ゲルの調製過程における
混入を防止するのが望ましい。そのためにはゾルゲル反
応の反応装置、すなわち反応容器、配管、粉砕機、乾燥
器等、液又はゲルと接触する内壁部分を有する装置にお
いて、かかる内壁部分のスケール層を剥離限界厚み以下
とした反応装置を用いるのが簡便である。スケール層を
剥離限界厚み以下におさえるとは、スケールの剥離・脱
落が実質的に無視できる範囲内の厚みとすることであ
り、通常は２ｍｍ以下である。よって２ｍｍ以上の厚み
になったら、内壁部分を洗浄する。この洗浄方法は、ス
ケール層を剥離限界厚み内に保つことができるものであ
れば特に限定されず、例えば、アルカリ洗浄等で行なわ
れる。効率良く洗浄するためには、アルカリ水（一般に
カセイソーダが用いられる）を５０℃以上好ましくは７
０℃以上に加温すると良い。洗浄時間は３０分〜１０時
間、好ましくは、１〜４時間であり、アルカリ洗浄後
は、純水にて数回〜数十回洗浄する。アルカリ洗浄の
他、シリカゲルスラリーでの友洗いも有効である。尚、
スケール層は、剥離限界厚み内であれば、内壁母材の保
護層として有用であるため、１０μｍ程度以上はスケー
ル層を保持しているのが望ましい。このようにして得ら
れた本発明のシリカゲルを、更に焼成し残基のカーボン
及びシラノールを除去し、閉孔させ合成石英ガラス粉と
する。望ましい合成石英ガラス粉は、通常、７５〜７０
０ミクロン、好ましくは７５〜４００ミクロンの粒度分
布（少なくとも９０ｗｔ％以上が前記粒度分布内に含ま
れる）を示し、カーボン５ｐｐｍ未満、シラノール５０
ｐｐｍ以下である。本発明の、異常粒子の個数が制御さ
れたシリカゲルを焼成することにより、かかる望ましい
範囲物性を有し、溶融時、発泡のない高品質な合成石英
ガラス粉を得ることができる。更に、本発明により得ら
れる合成石英ガラス粉は、他元素の不純物含有量も極め
て少ない、例えばＦｅ，Ｃｒは１ｐｐｍ以下、Ｎａ，Ｋ
は１００ｐｐｂ以下、のものとなる。これはスケールの
混入、脱落等による壁面素材からの不純物混入が防止で
きるためと考えられる。
【０００８】
【実施例】次に、本発明を実施例により更に詳細に説明
するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施
例に限定されるものではない。
するが、本発明はその要旨を越えない限り、以下の実施
例に限定されるものではない。
【０００９】実施例１ ジャケット加熱型ＳＵＳ３０４製反応機にテトラメトキ
シシランと、これに対して５倍当量の水を仕込み、６５
℃で３０分間反応させ、ウエットゲルを得た。次いでＳ
ＵＳ３０４製コーンミル型粉砕機でウエットゲルを粉砕
し、ＳＵＳ３０４製コニカルドライヤーに得られた粉砕
ウエットゲルを仕込み、転動させながら、１４０℃で３
時間乾燥した後、本コニカルドライヤー内でこのゲルを
４時間水洗・乾燥し、水分含有量約１０重量％のドライ
ゲルを得た。
シシランと、これに対して５倍当量の水を仕込み、６５
℃で３０分間反応させ、ウエットゲルを得た。次いでＳ
ＵＳ３０４製コーンミル型粉砕機でウエットゲルを粉砕
し、ＳＵＳ３０４製コニカルドライヤーに得られた粉砕
ウエットゲルを仕込み、転動させながら、１４０℃で３
時間乾燥した後、本コニカルドライヤー内でこのゲルを
４時間水洗・乾燥し、水分含有量約１０重量％のドライ
ゲルを得た。
【００１０】こうして得られたドライゲルを分級し１０
０〜５００ミクロンの粒度分布（分級前の９５重量％以
上）を得た。分級後のドライゲルのうち１０ｇを精秤
し、電気炉中、窒素ガス流通下、８００℃で１５分間加
熱した後、電気炉から取りだし、目視により黒点粒子の
数を計測することによりドライゲル中の異常粒子の数を
調べた所、１０個であった。また、分級後のドライゲル
を回転炉中、空気流通下、室温から１２００℃まで４時
間かけて昇温して焼成し、合成石英ガラス粉を得た。得
られた合成石英ガラス粉５０ｇを目視観察した所、黒点
粒子の個数は１個であった。この合成石英ガラス粉を公
知であるベルヌーイ溶融装置を用い、１７００℃で溶融
し１０ｇの石英ガラスインゴットを得た。目視観察した
所、このインゴットに泡は見出されず、良質のものであ
った。
０〜５００ミクロンの粒度分布（分級前の９５重量％以
上）を得た。分級後のドライゲルのうち１０ｇを精秤
し、電気炉中、窒素ガス流通下、８００℃で１５分間加
熱した後、電気炉から取りだし、目視により黒点粒子の
数を計測することによりドライゲル中の異常粒子の数を
調べた所、１０個であった。また、分級後のドライゲル
を回転炉中、空気流通下、室温から１２００℃まで４時
間かけて昇温して焼成し、合成石英ガラス粉を得た。得
られた合成石英ガラス粉５０ｇを目視観察した所、黒点
粒子の個数は１個であった。この合成石英ガラス粉を公
知であるベルヌーイ溶融装置を用い、１７００℃で溶融
し１０ｇの石英ガラスインゴットを得た。目視観察した
所、このインゴットに泡は見出されず、良質のものであ
った。
【００１１】実施例２ 実施例１と同様な方法で、反応・粉砕・乾燥・分級の操
作を２〜５０回繰り返した。分級後のドライゲル１０ｇ
中、実施例１同様の８００℃加熱により黒点として検出
した異常粒子の数はそれぞれ、１０回目は５０個、２０
回目は４５個、３０回目は５５個、４０回目は６０個、
５０回目は７０個であった。１０回目の操作により得ら
れた分級後のドライゲル中の金属不純物量を測定したと
ころ、Ｎａ，Ｋは原子吸光法により各々１０ｐｐｂ以下
であり、Ｃｒ，ＦｅはＩＣＰ（高周波誘導プラズマ法）
により各々１０ｐｐｂ以下、０．０３ｐｐｍであった。
また、５０回目の操作後、コニカルドライヤー内壁のス
ケール層の厚みを測ったところ、１ｍｍであった。
作を２〜５０回繰り返した。分級後のドライゲル１０ｇ
中、実施例１同様の８００℃加熱により黒点として検出
した異常粒子の数はそれぞれ、１０回目は５０個、２０
回目は４５個、３０回目は５５個、４０回目は６０個、
５０回目は７０個であった。１０回目の操作により得ら
れた分級後のドライゲル中の金属不純物量を測定したと
ころ、Ｎａ，Ｋは原子吸光法により各々１０ｐｐｂ以下
であり、Ｃｒ，ＦｅはＩＣＰ（高周波誘導プラズマ法）
により各々１０ｐｐｂ以下、０．０３ｐｐｍであった。
また、５０回目の操作後、コニカルドライヤー内壁のス
ケール層の厚みを測ったところ、１ｍｍであった。
【００１２】実施例１同様の方法でこれらのゲルの焼成
を行ったところ、得られた合成石英ガラス粉中の黒点粒
子の数は、各々５０ｇ中１〜３個の範囲内であった。更
にこれらの合成石英ガラス粉を、実施例１同様の方法で
溶融し１０ｇのインゴットとしたところ、いずれも泡の
見出されない、良質のものが得られた。更に、実施例１
同様の操作により反応・粉砕・乾燥・分級を通算１００
回まで繰り返した後、全装置をカ性ソーダ（０．１％
液）８０℃で３時間、真空引きしながら洗浄し、装置内
壁のスケールを除去した。アルカリ洗浄後の１回目、す
なわち通算１０１回目の反応・粉砕・乾燥・分級を行っ
たところ、実施例１同様の８００℃加熱により黒点とし
て検出した異常粒子の数はゲル１０ｇ中、２個であっ
た。この分級後のドライゲルについても実施例１同様の
方法により焼成を行ったところ、得られた合成石英ガラ
ス粉は、５０ｇ中黒点粒子は０個であった。また、この
合成石英ガラス粉を実施例１同様の方法で溶融し１０ｇ
のインゴットとしたところ、泡のない、良質なものであ
った。
を行ったところ、得られた合成石英ガラス粉中の黒点粒
子の数は、各々５０ｇ中１〜３個の範囲内であった。更
にこれらの合成石英ガラス粉を、実施例１同様の方法で
溶融し１０ｇのインゴットとしたところ、いずれも泡の
見出されない、良質のものが得られた。更に、実施例１
同様の操作により反応・粉砕・乾燥・分級を通算１００
回まで繰り返した後、全装置をカ性ソーダ（０．１％
液）８０℃で３時間、真空引きしながら洗浄し、装置内
壁のスケールを除去した。アルカリ洗浄後の１回目、す
なわち通算１０１回目の反応・粉砕・乾燥・分級を行っ
たところ、実施例１同様の８００℃加熱により黒点とし
て検出した異常粒子の数はゲル１０ｇ中、２個であっ
た。この分級後のドライゲルについても実施例１同様の
方法により焼成を行ったところ、得られた合成石英ガラ
ス粉は、５０ｇ中黒点粒子は０個であった。また、この
合成石英ガラス粉を実施例１同様の方法で溶融し１０ｇ
のインゴットとしたところ、泡のない、良質なものであ
った。
【００１３】比較例１ 実施例１と同様な方法により反応・粉砕・乾燥・分級の
操作を１００回繰り返した。１００回目に得られた分級
後のドライゲル１０ｇ中、実施例１同様の８００℃加熱
により黒点として検出した異常粒子の数は２５５個であ
った。このドライゲルを実施例１同様の方法で焼成した
ところ、得られた合成石英ガラス粉５０ｇ中の黒点粒子
は２０個であった。更にこの合成石英ガラス粉を実施例
１同様の方法で溶融したところ、得られた１０ｇのイン
ゴットは目視により２０個の泡が見出されるもので、石
英ガラス成形体としての使用に耐えるものではなかっ
た。尚、９９回目の操作後、コニカルドライヤー内壁の
スケール層の厚みは、２ｍｍを超えていた。
操作を１００回繰り返した。１００回目に得られた分級
後のドライゲル１０ｇ中、実施例１同様の８００℃加熱
により黒点として検出した異常粒子の数は２５５個であ
った。このドライゲルを実施例１同様の方法で焼成した
ところ、得られた合成石英ガラス粉５０ｇ中の黒点粒子
は２０個であった。更にこの合成石英ガラス粉を実施例
１同様の方法で溶融したところ、得られた１０ｇのイン
ゴットは目視により２０個の泡が見出されるもので、石
英ガラス成形体としての使用に耐えるものではなかっ
た。尚、９９回目の操作後、コニカルドライヤー内壁の
スケール層の厚みは、２ｍｍを超えていた。
【００１４】
【発明の効果】本発明により、不純物が少なく、かつ溶
融時、泡が発生しない高品質な合成石英粉を得ることが
出来る。
融時、泡が発生しない高品質な合成石英粉を得ることが
出来る。
Claims (8)
- 【請求項１】 ゾルゲル反応により得られるシリカゲル
であって、窒素ガス流通下、８００℃で１５分間加熱す
ることにより黒点として検出される異常粒子の個数が２
００個／１０ｇ以下であることを特徴とするシリカゲ
ル。 - 【請求項２】 水分含有量が３０重量％以下であること
を特徴とする請求項１記載のシリカゲル。 - 【請求項３】 ゾルゲル反応によるシリカゲルの製造法
であって、液又はシリカゲルが接する内壁部分が剥離限
界厚み以下のスケール層を有する反応装置を用いること
を特徴とするシリカゲルの製造法。 - 【請求項４】 内壁をアルカリ洗浄した反応装置を用い
ることを特徴とする請求項３記載のシリカゲルの製造
法。 - 【請求項５】 請求項１又は２記載のシリカゲルを焼成
することを特徴とする合成石英ガラス粉の製造法。 - 【請求項６】 ゾルゲル反応によって得られたシリカゲ
ルを焼成することによる合成石英ガラス粉の製造法であ
って、液又はシリカゲルが接触する内壁部分が剥離限界
厚み以下のスケール層を有する反応装置を用いて得られ
た水分含有量３０重量％以下のシリカゲルを焼成するこ
とを特徴とする合成石英ガラス粉の製造法。 - 【請求項７】 得られる合成石英ガラス粉がＦｅ，Ｃｒ
が各々１ｐｐｍ以下、Ｎａ，Ｋが各々１００ｐｐｂ以下
であることを特徴とする請求項５又は６記載の合成石英
ガラス粉の製造法。 - 【請求項８】 請求項１又は２記載のシリカゲルを焼成
し、更に溶融することを特徴とする合成石英ガラス成形
体。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1706495A JPH08208214A (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | シリカゲル及びその製造法、並びに合成石英ガラス粉の製造法 |
| EP96900441A EP0803469B1 (en) | 1995-01-12 | 1996-01-12 | Silica gel, synthetic quartz glass powder, quartz glass molding, and processes for producing these |
| KR1019970704764A KR19980701375A (ko) | 1995-01-12 | 1996-01-12 | 실리카 겔, 합성 석영 유리분말, 석영 유리 성형체, 및 이것들의 제조 방법(silica gel, synthetic quartz glass powder, quartz glassmolding, and processes for producing these) |
| PCT/JP1996/000043 WO1996021617A1 (fr) | 1995-01-12 | 1996-01-12 | Gel de silice, poudre de verre de quartz synthetique, moulage de verre de quartz et leur procedes de production |
| DE69634895T DE69634895T2 (de) | 1995-01-12 | 1996-01-12 | Kieselsäuregel, synthetisches quarzglaspulver, geformtes quarzglas und verfahren zu deren herstellung |
| US08/860,716 US6071838A (en) | 1995-01-12 | 1996-01-12 | Silica gel, synthetic quartz glass powder, quartz glass shaped product molding, and processes for producing these |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1706495A JPH08208214A (ja) | 1995-02-03 | 1995-02-03 | シリカゲル及びその製造法、並びに合成石英ガラス粉の製造法 |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2006067480A Division JP4389890B2 (ja) | 2006-03-13 | 2006-03-13 | シリカゲル及びその製造法、合成石英ガラス粉及びその製造法、並びに合成石英ガラス成形体及びその製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08208214A true JPH08208214A (ja) | 1996-08-13 |
Family
ID=11933562
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1706495A Pending JPH08208214A (ja) | 1995-01-12 | 1995-02-03 | シリカゲル及びその製造法、並びに合成石英ガラス粉の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08208214A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010150139A (ja) * | 2001-11-27 | 2010-07-08 | Mitsubishi Chemicals Corp | シリカ及びその製造方法 |
| WO2024122583A1 (ja) * | 2022-12-08 | 2024-06-13 | 三菱ケミカル株式会社 | シリカ粒子、シリカ粒子の製造方法、シリカゾル、研磨組成物、研磨方法、半導体ウェハの製造方法及び半導体デバイスの製造方法 |
-
1995
- 1995-02-03 JP JP1706495A patent/JPH08208214A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2010150139A (ja) * | 2001-11-27 | 2010-07-08 | Mitsubishi Chemicals Corp | シリカ及びその製造方法 |
| WO2024122583A1 (ja) * | 2022-12-08 | 2024-06-13 | 三菱ケミカル株式会社 | シリカ粒子、シリカ粒子の製造方法、シリカゾル、研磨組成物、研磨方法、半導体ウェハの製造方法及び半導体デバイスの製造方法 |
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