JPH0822751B2 - 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
- JPH0822751B2 JPH0822751B2 JP29445987A JP29445987A JPH0822751B2 JP H0822751 B2 JPH0822751 B2 JP H0822751B2 JP 29445987 A JP29445987 A JP 29445987A JP 29445987 A JP29445987 A JP 29445987A JP H0822751 B2 JPH0822751 B2 JP H0822751B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silica glass
- gel
- cracks
- silica
- water
- 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
Links
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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Silicon Compounds (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，半導体工業用，電子工業用，理化学
用等に使用されるシリカガラスを製造する。
用等に使用されるシリカガラスを製造する。
（従来の技術） シリカガラスは耐熱性，耐食性および光学的性質に優
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
されている。
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
されている。
従来のシリカガラスの製造法には，天然石英を電気炉
または酸水素炎により溶解する方法，あるいは四塩化ケ
イ素を酸水素炎又はプラズマ炎中で高温酸化し溶解する
方法があるが，いずれの方法も製造工程に2000℃あるい
はそれ以上の高温を必要とするため大量のエネルギーを
消費し，また製造時にそのような高温に耐える材料が必
要であり，また高純度のものが得にくいなど経済的，品
質的にいくつかの問題点をもっている。
または酸水素炎により溶解する方法，あるいは四塩化ケ
イ素を酸水素炎又はプラズマ炎中で高温酸化し溶解する
方法があるが，いずれの方法も製造工程に2000℃あるい
はそれ以上の高温を必要とするため大量のエネルギーを
消費し，また製造時にそのような高温に耐える材料が必
要であり，また高純度のものが得にくいなど経済的，品
質的にいくつかの問題点をもっている。
これに対し，近年ゾル−ゲル法と呼ばれるシリカガラ
スを低温で合成する方法が注目されている。その概要を
簡単に述べる。
スを低温で合成する方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） で表わされるシリコンアルキシド（本発明に於いては，
その重縮合物を含む），例えば（RO）3Si・｛OSi（OR）
２｝ｎ・OSi（OR）3,（ｎ＝０〜8,R:アルキル基）に水
（アルカリまたは酸でpHを調整してもよい）を加え，加
水分解し，シリカヒドロゾル（本発明に於いてはシリカ
ゾルという）とする。この時，シリコンアルコキシドと
水が均一な系となる様，一般には溶媒として適当なアル
コールが添加されている。このシリカゾルを静置，昇
温，ゲル化剤の添加等によってゲル化させる。その後ゲ
ルを蒸発乾燥することによりシリカ乾燥ゲルとする。こ
の乾燥ゲルを適当な雰囲気中で焼結することによりシリ
カガラスを得る。
その重縮合物を含む），例えば（RO）3Si・｛OSi（OR）
２｝ｎ・OSi（OR）3,（ｎ＝０〜8,R:アルキル基）に水
（アルカリまたは酸でpHを調整してもよい）を加え，加
水分解し，シリカヒドロゾル（本発明に於いてはシリカ
ゾルという）とする。この時，シリコンアルコキシドと
水が均一な系となる様，一般には溶媒として適当なアル
コールが添加されている。このシリカゾルを静置，昇
温，ゲル化剤の添加等によってゲル化させる。その後ゲ
ルを蒸発乾燥することによりシリカ乾燥ゲルとする。こ
の乾燥ゲルを適当な雰囲気中で焼結することによりシリ
カガラスを得る。
（発明が解決しようとする問題点） しかし，ゾル−ゲル法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いる。特にゲルを乾燥して
いく過程でゲルにクラックや割れが発生し易く，クラッ
クや割れのないモノリシックな大形の乾燥ゲルを歩留り
良く製造することが困難となることである。
まだ未解決の問題が残されている。特にゲルを乾燥して
いく過程でゲルにクラックや割れが発生し易く，クラッ
クや割れのないモノリシックな大形の乾燥ゲルを歩留り
良く製造することが困難となることである。
本発明はクラックや割れの発生することのないシリカ
ガラスの製造法を提供するものである。
ガラスの製造法を提供するものである。
（問題点を解決するための手段） 本発明は，ゾル−ゲル法によるシリカガラスの製造法
に於て，ゾル調整時に，ポリ酢酸ビニルを添加すること
を特徴とするものである。
に於て，ゾル調整時に，ポリ酢酸ビニルを添加すること
を特徴とするものである。
本発明において，シリコンアルコキシドのアルキル基
について，特に制限はないが，加水分解のし易さ，ゲル
化時間の点から，メチル基，エチル基，プロピル基，ブ
チル基を有するシリコンアルコキシドを使用することが
好ましい。シリコンアルコキシドに水又は水とアルコー
ルの混合溶液を加えて加水分解してシリカゾルを生成さ
せる際，アルコール，又は水とアルコールの混合溶液に
あらかじめポリ酢酸ビニルを添加，均一に溶解させてお
く。
について，特に制限はないが，加水分解のし易さ，ゲル
化時間の点から，メチル基，エチル基，プロピル基，ブ
チル基を有するシリコンアルコキシドを使用することが
好ましい。シリコンアルコキシドに水又は水とアルコー
ルの混合溶液を加えて加水分解してシリカゾルを生成さ
せる際，アルコール，又は水とアルコールの混合溶液に
あらかじめポリ酢酸ビニルを添加，均一に溶解させてお
く。
ポリ酢酸ビニルとしては，水と相溶性のある有機溶媒
に溶解するものが望ましい。
に溶解するものが望ましい。
添加するポリ酢酸ビニルの分子量は，ポリ酢酸ビニル
をアルコール，又は水とアルコールの混合溶液にあらか
じめ添加，均一に溶解させておく点等を考慮して選定さ
れる。
をアルコール，又は水とアルコールの混合溶液にあらか
じめ添加，均一に溶解させておく点等を考慮して選定さ
れる。
添加するポリ酢酸ビニルの量は用いるシリコンアルコ
キシドの種類等，及び加水分解速度によって適宜調整す
る。
キシドの種類等，及び加水分解速度によって適宜調整す
る。
水と共に加える触媒は，塩基，酸等特に制限しない
が，ゲル化時間，また得られる乾燥ゲルの焼結のし易す
さの点から塩基の方が好ましい結果が得られる。水と共
に加えるアルコールについては特に制限しないが，水，
アルコキシドの両者に対する溶解性の点より，メチルア
ルコール，エチルアルコール,1−プロピルアルコール,2
−プロピルアルコール等のアルコール類を使用するのが
好ましい。
が，ゲル化時間，また得られる乾燥ゲルの焼結のし易す
さの点から塩基の方が好ましい結果が得られる。水と共
に加えるアルコールについては特に制限しないが，水，
アルコキシドの両者に対する溶解性の点より，メチルア
ルコール，エチルアルコール,1−プロピルアルコール,2
−プロピルアルコール等のアルコール類を使用するのが
好ましい。
シリカガラスは，上記のようにして調整したシリカゾ
ルをシャーレ等の容器に移し，室温〜70℃に保って，ゲ
ル化し，次いで室温以上の温度で数週間乾燥して，乾燥
ゲルとし，更に公知の方法，例えば，空気中で1000〜14
00℃に昇温して焼結することにより得られる。
ルをシャーレ等の容器に移し，室温〜70℃に保って，ゲ
ル化し，次いで室温以上の温度で数週間乾燥して，乾燥
ゲルとし，更に公知の方法，例えば，空気中で1000〜14
00℃に昇温して焼結することにより得られる。
（作用） ポリ酢酸ビニルの添加効果の原因については，詳細は
不明であるが，ゾル中でのシリカ微粒子の生成の制御，
ゲル中でのこれらのシリカ微粒子間の結合，乾燥過程で
ゲル中に発生する応力の緩和等に寄与し，ゲルの大形化
が可能となったものと考えられる。
不明であるが，ゾル中でのシリカ微粒子の生成の制御，
ゲル中でのこれらのシリカ微粒子間の結合，乾燥過程で
ゲル中に発生する応力の緩和等に寄与し，ゲルの大形化
が可能となったものと考えられる。
実施例 １ ３モルのメチルアルコールにポリ酢酸ビニルを7.6g充
分に溶解させた後,3モルの水と0.0005モルのコリンを混
合た。得られた溶液を１モルのシリコンメトキシド（Si
（OCH3）４）にゆっくりと加え，さらに充分混合しシリ
カゾルを得た。これを直径150mmのテフロンでコーティ
ングしたガラス製シャーレに入れ，アルミ箔で密封し，
室温でゲル化した。その後，蓋に孔を開け,50℃の恒温
槽中で２週間乾燥し，その後120℃の恒温槽に移して１
日乾燥して，直径約120mmの乾燥ゲルを得た。こうして
得られた乾燥ゲルのかさ密度は約0.6g/cm3であり，クラ
ックや割れは全くなかった。
分に溶解させた後,3モルの水と0.0005モルのコリンを混
合た。得られた溶液を１モルのシリコンメトキシド（Si
（OCH3）４）にゆっくりと加え，さらに充分混合しシリ
カゾルを得た。これを直径150mmのテフロンでコーティ
ングしたガラス製シャーレに入れ，アルミ箔で密封し，
室温でゲル化した。その後，蓋に孔を開け,50℃の恒温
槽中で２週間乾燥し，その後120℃の恒温槽に移して１
日乾燥して，直径約120mmの乾燥ゲルを得た。こうして
得られた乾燥ゲルのかさ密度は約0.6g/cm3であり，クラ
ックや割れは全くなかった。
得られたゲルを空気中1200℃まで加熱焼結したところ
直径約80mm,厚さ5mmのクラックや割れのない透明なシリ
カガラスが得られた。このシリカガラスは分析の結果，
そのシリカガラスと一致した。
直径約80mm,厚さ5mmのクラックや割れのない透明なシリ
カガラスが得られた。このシリカガラスは分析の結果，
そのシリカガラスと一致した。
実施例 ２ ポリ酢酸ビニル3.0gを３モルのメチルアルコールに充
分に溶解させた後,3モルの水,0.0005モルのコリンとを
混合した。以下実施例１と同様の操作を行って乾燥ゲル
を得た。得られた乾燥ゲルにはクラックや割れは全くな
かった。
分に溶解させた後,3モルの水,0.0005モルのコリンとを
混合した。以下実施例１と同様の操作を行って乾燥ゲル
を得た。得られた乾燥ゲルにはクラックや割れは全くな
かった。
実施例 ３ ポリ酢酸ビニル15.2gを３モルのメチルアルコールに
充分に溶解させた後,3モルの水,0.0005モルのコリンと
を混合した。以下実施例１と同様の操作を行って乾燥ゲ
ルを得た。得られた乾燥ゲルにはクラックや割れは全く
なかった。
充分に溶解させた後,3モルの水,0.0005モルのコリンと
を混合した。以下実施例１と同様の操作を行って乾燥ゲ
ルを得た。得られた乾燥ゲルにはクラックや割れは全く
なかった。
（発明の効果） 本発明によれば，クラックや割れのない大形のシリカ
ガラスをゾルゲール法により容易に製造可能となる。そ
の大きさは基本的には制約がなく，形状も板状，棒状，
管状等のいずれでも製造できる。
ガラスをゾルゲール法により容易に製造可能となる。そ
の大きさは基本的には制約がなく，形状も板状，棒状，
管状等のいずれでも製造できる。
また，本発明によればシリカガラスは従来より安価に
製造できるため，従来から使用されてきたIC製造用フォ
トマスク基材等の分野はもちろん，液晶表示用基材等に
も応用が拡大できる。
製造できるため，従来から使用されてきたIC製造用フォ
トマスク基材等の分野はもちろん，液晶表示用基材等に
も応用が拡大できる。
フロントページの続き (72)発明者 嶋崎 後勝 茨城県筑波郡筑波町和台48番地 日立化成 工業株式会社筑波開発研究所内 (56)参考文献 特開 昭62−265130（ＪＰ，Ａ)
Claims (1)
- 【請求項１】シリコンアルコキシドを加水分解してシリ
カゾルとし、これをゲル化し、乾燥して乾燥ゲルとし、
次いで焼結するシリカガラスの製造法に於て、シリコン
アルキシドを加水分解してシリカゾルとする段階で、ポ
リ酢酸ビニルを添加することを特徴とするシリカガラス
の製造法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29445987A JPH0822751B2 (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | シリカガラスの製造法 |
| US07/262,803 US4943542A (en) | 1987-10-31 | 1988-10-26 | Process for producing silica glass |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29445987A JPH0822751B2 (ja) | 1987-11-20 | 1987-11-20 | シリカガラスの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01138143A JPH01138143A (ja) | 1989-05-31 |
| JPH0822751B2 true JPH0822751B2 (ja) | 1996-03-06 |
Family
ID=17808056
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29445987A Expired - Lifetime JPH0822751B2 (ja) | 1987-10-31 | 1987-11-20 | シリカガラスの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0822751B2 (ja) |
-
1987
- 1987-11-20 JP JP29445987A patent/JPH0822751B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01138143A (ja) | 1989-05-31 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2635313B2 (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0822751B2 (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0755835B2 (ja) | シリカガラスの製造方法 | |
| JPH01138137A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0822750B2 (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JP2504148B2 (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH02248331A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH01119526A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH01138139A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH01138141A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0717387B2 (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JP2621467B2 (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH03141122A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0259446A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH01138138A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH03137029A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JP2621491B2 (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0717388B2 (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0259437A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JP2666471B2 (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH01138142A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH01138136A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH01138140A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH01119524A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0829949B2 (ja) | シリカガラスの製造法 |