JPH0829948B2 - 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
- JPH0829948B2 JPH0829948B2 JP21180588A JP21180588A JPH0829948B2 JP H0829948 B2 JPH0829948 B2 JP H0829948B2 JP 21180588 A JP21180588 A JP 21180588A JP 21180588 A JP21180588 A JP 21180588A JP H0829948 B2 JPH0829948 B2 JP H0829948B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silica glass
- gel
- silica
- sol
- cracks
- 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)
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の製造法に関する。
学用等に使用されるシリカガラスの製造法に関する。
（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、近年ゾルー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。
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、ゾルー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、ゾルー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、シリコンアルキコシドの溶媒と
してテトラヒドロフルフリルアルコールを含む溶媒を使
用する共にヒドロキシアルキルセルロースを添加するこ
とを特徴とするものである。
に於て、ゾル調整時に、シリコンアルキコシドの溶媒と
してテトラヒドロフルフリルアルコールを含む溶媒を使
用する共にヒドロキシアルキルセルロースを添加するこ
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。またこれらのシリコンアルコキシドを部分的
に重合させたものを用いることもできる。
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。またこれらのシリコンアルコキシドを部分的
に重合させたものを用いることもできる。
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。
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。
ヒドロキシアルキルセルロースとしては、ヒドロキシ
メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒド
ロキシプロピルセルロース、ヒドロキシブチルセルロー
ス、ヒドロキシブチルメチルセルロース等が使用し得
る。これらのヒドロキシアルキルセルロースの分子量に
ついては本発明では特に限定を設けないが、水、溶媒へ
の溶解性、ゾル中でのシリカ微粒子の成長の度合に応じ
て選択される。
メチルセルロース、ヒドロキシエチルセルロース、ヒド
ロキシプロピルセルロース、ヒドロキシブチルセルロー
ス、ヒドロキシブチルメチルセルロース等が使用し得
る。これらのヒドロキシアルキルセルロースの分子量に
ついては本発明では特に限定を設けないが、水、溶媒へ
の溶解性、ゾル中でのシリカ微粒子の成長の度合に応じ
て選択される。
シリコンアルコキシドの溶媒として使用するテトラヒ
ドロフルフリルアルコールの量に関しては本発明では特
に限定を設けないが、ゾル中でのシリカ微粒子の成長の
度合に応じて選択される。テトラヒドロフルフリルアル
コールと共に用いられる溶媒成分としては、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、ブチルアルコール等のアルコ
ール類、ジメチルエーテル等のエーテル類、アセトン、
エチルメチルケトン等のケトン類、酢酸エチル等のエス
テル類の少なくとも一種が使用可能である。
ドロフルフリルアルコールの量に関しては本発明では特
に限定を設けないが、ゾル中でのシリカ微粒子の成長の
度合に応じて選択される。テトラヒドロフルフリルアル
コールと共に用いられる溶媒成分としては、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、ブチルアルコール等のアルコ
ール類、ジメチルエーテル等のエーテル類、アセトン、
エチルメチルケトン等のケトン類、酢酸エチル等のエス
テル類の少なくとも一種が使用可能である。
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1000〜1400℃
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1000〜1400℃
に昇温して焼結することにより得られる。
（作用） テトラヒドロフルフリルアルコールを含む溶媒を用い
ることによって、乾燥過程で起こるゲルの割れが防止さ
れる原因については詳細は不明であるが、テトラヒドロ
フルフリルアルコールは、ヒドロキシアルキルセルロー
スと共にゾル中でのシリカ微粒子の生成、成長の制御に
関与し、また、沸点が177℃とアルコール等の他の溶媒
及び水よりも高いため、乾燥過程での蒸発速度が遅く、
ゲル中に発生する応力の緩和に寄与することにより、ゲ
ルの大形化が可能になったものと考えられる。
ることによって、乾燥過程で起こるゲルの割れが防止さ
れる原因については詳細は不明であるが、テトラヒドロ
フルフリルアルコールは、ヒドロキシアルキルセルロー
スと共にゾル中でのシリカ微粒子の生成、成長の制御に
関与し、また、沸点が177℃とアルコール等の他の溶媒
及び水よりも高いため、乾燥過程での蒸発速度が遅く、
ゲル中に発生する応力の緩和に寄与することにより、ゲ
ルの大形化が可能になったものと考えられる。
実施例 0.01Mコリン水溶液47g、メチルアルコール67g、テト
ラヒドロフルフリルアルコール22gを混合し、これにヒ
ドロキシプロピルセルロース（平均分子量30万）を2g添
加し溶解させた。得られた溶液をテトラメチルシロキサ
ン99gにゆっくりと加え充分混合しシリカゾルを得た。
これを直径200mmのテフロンでコーティングしたシャー
レに入れ、アルミ箔で密封し室温でゲル化した。その後
蓋に少孔を開け60℃の恒温槽中で２週間乾燥し、その後
170℃まで昇温し、１日乾燥して乾燥ゲルを得た。こう
して得られた乾燥ゲルには、クラックや割れは全くなか
った。得られた乾燥ゲルを、空気中1300℃まで加熱、焼
結したところ、クラックや割れのない透明なシリカガラ
スが得られた。
ラヒドロフルフリルアルコール22gを混合し、これにヒ
ドロキシプロピルセルロース（平均分子量30万）を2g添
加し溶解させた。得られた溶液をテトラメチルシロキサ
ン99gにゆっくりと加え充分混合しシリカゾルを得た。
これを直径200mmのテフロンでコーティングしたシャー
レに入れ、アルミ箔で密封し室温でゲル化した。その後
蓋に少孔を開け60℃の恒温槽中で２週間乾燥し、その後
170℃まで昇温し、１日乾燥して乾燥ゲルを得た。こう
して得られた乾燥ゲルには、クラックや割れは全くなか
った。得られた乾燥ゲルを、空気中1300℃まで加熱、焼
結したところ、クラックや割れのない透明なシリカガラ
スが得られた。
（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。
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
アルコキシドを加水分解してシリカゾルとする段階で、
シリコンアルコキシドの溶媒としてテトラヒドロフルフ
リルアルコールを含む溶媒を使用すると共にヒドロキシ
アルキルセルロース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 (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21180588A JPH0829948B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | シリカガラスの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21180588A JPH0829948B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | シリカガラスの製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0259439A JPH0259439A (ja) | 1990-02-28 |
| JPH0829948B2 true JPH0829948B2 (ja) | 1996-03-27 |
Family
ID=16611895
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21180588A Expired - Lifetime JPH0829948B2 (ja) | 1988-08-26 | 1988-08-26 | シリカガラスの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0829948B2 (ja) |
-
1988
- 1988-08-26 JP JP21180588A patent/JPH0829948B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0259439A (ja) | 1990-02-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JPH0829949B2 (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0829950B2 (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPS62265130A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0829948B2 (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0829951B2 (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JP2621467B2 (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0259437A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH01119528A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH01119526A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH01138137A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0825759B2 (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH02248331A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0825758B2 (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 | |
| JPH0717388B2 (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0259444A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0259435A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0259438A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH01138138A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0259445A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH02248332A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0259441A (ja) | シリカガラスの製造法 | |
| JPH0259447A (ja) | シリカガラスの製造方法 | |
| JPH02248342A (ja) | シリカガラスの製造法 |