JPH11116245A - シリカガラスの製造方法 - Google Patents

シリカガラスの製造方法

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JPH11116245A JP10211239A JP21123998A JPH11116245A JP H11116245 A JPH11116245 A JP H11116245A JP 10211239 A JP10211239 A JP 10211239A JP 21123998 A JP21123998 A JP 21123998A JP H11116245 A JPH11116245 A JP H11116245A
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 シリカガラスの製造方法を提供する。 【解決手段】 アクリル樹脂形成用単量体及び架橋剤を
蒸留水に溶解したプレミックス溶液にシリカと分散剤を
添加し、混合及び分散してゾルを形成する段階と、前記
ゾル内の気泡を除去した後、熟成する段階と、熟成した
ゾルに重合開始剤及び触媒を加える段階と、前記反応混
合物をモールドにそそいでゲル化させる段階と、得られ
たゲルを所定時間熟成する段階と、熟成したゲルをモー
ルドから分離して乾燥させる段階と、乾燥されたゲルを
熱処理してゲル内の有機物を除去する段階と、有機物が
除去されたゲルに対して水酸基除去反応と焼結反応を実
施する段階とを含む。これにより、乾燥後亀裂がほとん
ど発生しなく焼結後収縮率が顕著に低くなった高純度の
シリカガラスチューブが製造できる。そして大型のシリ
カガラスチューブを製造することもできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明はゾル−ゲル法でシリ
カガラスを製造する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】シリカガラスは、一般的に透明で化学的
に不活性であり、熱的安全性、強度の特性が優秀で、熱
膨張率が低いほうである。このような優れた特性によっ
て、シリカガラスは光ファイバー、光学用レンズのよう
な光学素子に有用に使われている。
【0003】光ファイバーは、基本的に内部のコアとコ
アで光の全反射がなされるように屈折率の異なるクラッ
ディングとよりなる。このような光ファイバーを製造す
るために、まずコアロッドとこれを取り囲むオーバーク
ラッディングチューブよりなる光ファイバー母材を製造
する。それから、この前駆体を熱処理した後、延伸して
光ファイバーを製造する。
【0004】前記光ファイバー母材を製造する方法とし
ては、内部化学気相蒸着法(modified chemical vapor
deposition:MCVD)または気相軸蒸着法(vapor ph
aseaxial deposition:VAD)及び外部気相蒸着法(o
utside vapor deposition:OVD)がある。
【0005】前記内部化学気相蒸着法では、高純度のシ
リカガラス製オーバークラッディングチューブから光フ
ァイバー母材を製造する。ここで、シリカガラス製オー
バークラッディングチューブはゾル−ゲル法によって製
造される。
【0006】ゾル−ゲル法は液状工程であって、生産性
が高くて製品の組成を自由に調節できるだけでなく、工
程が全般的に低温でなされるため、経済性に優れる方法
である。そして、出発物質から高純度の物質を使用する
ことにより、半導体用フォトマスク、高純度のシリカガ
ラスの製造時に極めて有用な方法である。
【0007】以下、ゾル−ゲル法を利用してシリカガラ
ス製のオーバークラッディングチューブを製造する方法
を簡略に調べると、次の通りである。
【0008】まず、シリカ粒子を水に分散してゾルを形
成する。形成されたゾルを所定時間放置して熟成させ
る。次いで、熟成されたゾルをモールドにそそいでゲル
化させる。ゲル化が完結すると、モールドからゲルを分
離させた後、乾燥させる。
【0009】その後、乾燥したゲルを1次熱処理してゲ
ル内の有機物を除去する。次いで、有機物が除去された
ゲルに対し水酸基除去反応と焼結反応を施してシリカガ
ラス製のオーバークラッディングチューブを完成する。
【0010】前述したようなゾル−ゲル法の反応性はゲ
ル化反応温度、組成、圧力、pH、溶媒の因子によって
変わるが、このような因子を適切に調節して反応性を望
ましい範囲内に制御するには多くの難しさがある。そし
て、成形されたゲルを乾燥させる時に亀裂がたくさん発
生し、焼結段階で収縮及び亀裂が発生する問題点があ
る。このような問題点を解決するために、乾燥調節化学
添加剤(drying controlchemical additive:DCC
A)を使用する方法、再分散方法、超臨界乾燥法、高分
子結合剤を使用する方法が提案された。
【0011】乾燥調節化学添加剤を使用する方法ではゲ
ル内で溶媒が蒸発する速度の局所的な差を最小化させる
ことによって、乾燥中に試片の局所的応力の差が最小化
できる。その結果、ゲルが固くなることによって亀裂の
生成が減少する。
【0012】再分散方法を簡略に調べると、微細な乾燥
シリカ粉末、即ちヒュームドシリカを水に分散してゾル
を形成させた後、これをゲル化させる。ゲル化させる過
程で、シリカ粒子は水素結合によって凝集体を形成す
る。形成された凝集体を乾燥した後、熱処理及び粉砕し
てこれを水に再分散させる。再分散された結果物をゲル
化させた後、成形して得られた成形体を焼結する方法で
ある。
【0013】しかし、前述した方法はゲルを乾燥する段
階で生成される亀裂を抑制するにあまり効果的でないだ
けでなく、工程自体が複雑になる問題点がある。
【0014】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
の問題点を解決し、乾燥後亀裂発生が抑制され、焼結後
亀裂発生と収縮率が減少した高密度のシリカガラスの製
造方法を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに本発明では、(a)アクリル樹脂形成用単量体及び
架橋剤を蒸留水に溶解したプレミックス(premix)溶液
にシリカと分散剤を添加し分散させてゾルを形成する段
階と、(b)前記ゾル内の気泡を除去した後、熟成する
段階と、(c)熟成したゾルに重合開始剤及び触媒を加
える段階と、(d)前記反応混合物をモールドにそそい
でゲル化させる段階と、(e)得られたゲルを熟成する
段階と、(f)熟成したゲルをモールドから分離して乾
燥させる段階と、(g)乾燥したゲルを熱処理してゲル
内の有機物を除去する段階と、(h)有機物が除去され
たゲルに対して水酸基除去反応と焼結反応を実施する段
階とを含むことを特徴とするシリカガラスの製造方法を
提供する。
【0016】
【発明の実施の形態】以下、添付した図面を参照し、本
発明の望ましい実施例について詳細に説明する。
【0017】本発明のシリカガラス製造方法は、アクリ
ル樹脂形成用単量体及び架橋剤を水に溶解させたプレミ
ックス溶液にシリカを混合及び分散した後、これを重合
することによってなされる第1ゲル化工程およびゲル化
促進剤を加えてpHを適切に調節することによってなさ
れる第2ゲル化工程を同時に実施することをその特徴の
一つとする。その結果、アクリル樹脂形成用単量体と架
橋剤から形成された3次元的な網目構造を有する高分子
(結合剤)はゲル全体に均一に分布して、従来のゾル−
ゲル法から引き起こされる問題点、即ち密度勾配が抑制
でき、ゲル強度が強化されて乾燥時亀裂発生が抑制さ
れ、乾燥時間が短縮されるという効果が得られる。
【0018】本発明で使用するアクリル樹脂形成用単量
体の含量はプレミックス溶液の重量を基準として2乃至
20重量%であり、架橋剤の含量はプレミックス溶液の
重量を基準として0.05乃至1.0重量%であること
が望ましい。
【0019】前記アクリル樹脂形成用単量体及び架橋剤
を含んだプレミックス溶液の濃度は薄いことがさらに望
ましい。これはプレミックス溶液の濃度を薄くすると、
ゾル−ゲル法の有機物分解後炭素などが残存すること
や、焼結後シリカガラスの透明度が低下する現象が防止
できる。また、このように低濃度のプレミックス溶液を
使用すると、湿潤ゲルがソフトな性質を見せるようにな
り、pH調節による第2ゲル化を進行させることによっ
て湿潤ゲルの強度を改善させうる。
【0020】本願発明で使用するアクリル樹脂形成用単
量体と架橋剤は特別に限られないが、アクリル樹脂形成
用単量体としてはアクリルアミドまたはメタクリルアミ
ドを使用し、架橋剤としてはN、N’−メチレンビスア
クリルアミド(H2 C=CHCONH)2 CH2 を使用
することが望ましい。
【0021】図1を参照して、本発明によるシリカガラ
ス製造方法を説明する。
【0022】まず、アクリル樹脂形成用単量体及び架橋
剤を脱イオン水に溶解してプレミックス水溶液を製造す
る。前記プレミックス水溶液にヒュームドシリカ(fume
d silica)または熱分解法シリカ及び分散剤を混合及び
分散して反応混合物のpHを11乃至13、好ましくは
11.5乃至12に調節してゾルを形成する。シリカと
プレミックス溶液の混合重量比が4:6乃至6:4であ
ることが好ましい。
【0023】次いで、真空ポンプを利用してゾル内の気
泡を除去し、所定時間熟成してゾル内のシリカ粒子を安
定化させる。
【0024】その後、前記反応混合物に重合開始剤及び
触媒を加え、必要によってゲル化促進剤をさらに加え
て、反応混合物のpHを9乃至11に調節する。ここ
で、ゲル化促進剤は蟻酸メチル(methyl formate)、乳
酸メチルまたは乳酸エチルが好ましい。アクリル樹脂形
成用単量体の含量が略4重量%以上の場合には、(c)
段階において特にpH調節段階を経なくても所定の物性
を備えるガラスを製造することが可能である。一方、ア
クリル樹脂形成用単量体の含量が略4重量%未満の場合
には、(c)段階においてゲル化促進剤を加えてpHを
前記のように調節することが望ましい(例えば、実施例
4〜8)。
【0025】得られた結果物をモールドに注いでゲル化
させる。ここで、触媒としてはN、N、N’、N’−テ
トラメチルエチレンジアミン(N、N、N、N’−te
tramethylenediamine:以下TEM
ED)を使用する。
【0026】次いで、得られたゲルを常温で熟成した
後、湿潤ゲルをモールドから分離して20〜50℃、R
H 70〜95%の恒温恒湿器で所定期間乾燥する。そ
の後、前記乾燥ゲルを空気中で時間当り50℃の昇温速
度で300乃至700℃まで昇温させた後、この温度で
2乃至8時間熱処理する。そして、塩素ガス雰囲気下で
時間当り100℃の昇温速度で800乃至1200℃ま
で昇温し、この温度で1乃至8時間熱処理する。次い
で、ヘリウムガス雰囲気下で時間当り100℃の昇温速
度で1100乃至1500℃まで昇温させ、この温度で
1乃至8時間熱処理することによってシリカガラスチュ
ーブ(管)が製造できる。
【0027】
【実施例】以下、本発明を実施例をあげて詳細に説明す
るが、本発明が下記実施例に限られることはない。
【0028】<実施例1>アクリルアミド14重量%と
N、N’−メチレンビスアクリルアミド0.6重量%を
脱イオン水85.4重量%に溶解してプレミックス水溶
液(比重はほぼ1であった)を製造した。
【0029】剪断ミキサーを利用して前記プレミックス
水溶液500ml、ヒュームドシリカ(Aerosil OX-50、
Degussa社)500g及び25重量%の分散剤であるト
リメチルアンモニウム水酸化物(TMAH)水溶液52
mlを混合及び分散してゾルを製造した。次いで、真空
ポンプを利用して前記ゾル内の気泡を除去した後、15
時間熟成した。熟成したゾルに重合開始剤の5重量%の
過硫酸アンモニウム水溶液6ml及び触媒のN、N、
N’、N’−テトラメチルエチレンジアミン2mlを添
加して混合した。
【0030】前記混合物を準備されたモールドに注いで
ゲル化させた。30分経過後、ゲル化した湿潤ゲルをモ
ールドから取り出して30℃、相対湿度90%の恒温恒
湿器で4日間乾燥した。次いで、時間当り10℃の昇温
速度で100℃まで昇温させ、この温度で10時間維持
して残留水分を除去して乾燥ゲルを形成した。
【0031】その後、前記乾燥ゲルを50℃/hrの昇
温速度で600℃まで昇温させた後、この温度で5時間
熱処理して乾燥ゲル内の有機物を除去した。有機物が除
去されたゲルを100℃/hrで1000℃まで昇温し
て5時間維持してガラス化を進行させ、この際、前記ガ
ラス化過程は塩素ガス雰囲気下で実施して水酸化基を除
去した。
【0032】最後に、ヘリウムガス雰囲気下で100℃
/hrの昇温速度で1400℃まで昇温させ、この温度
で4時間焼結することによってシリカガラスチューブを
製造した。
【0033】<実施例2>アクリルアミド12.0重量
%とN、N’−メチレンビスアクリルアミド0.5重量
%を脱イオン水87.5重量%に溶解してプレミックス
水溶液を製造した。
【0034】剪断ミキサーを利用して前記プレミックス
水溶液2000ml、ヒュームドシリカ(Aerosil OX-5
0、Degussa社)2000g及び25重量%のTMAH水
溶液222mlを混合及び分散してゾルを製造した。次
いで、真空ポンプを利用して前記ゾル内の気泡を除去し
た後、15時間熟成した。熟成されたゾルに重合開始剤
の5重量%の過硫酸アンモニウム水溶液24ml及び触
媒のN、N、N’、N’−テトラメチルエチレンジアミ
ン6mlを添加して混合した。
【0035】前記混合物を準備されたモールドに注いで
ゲル化させた。60分経過後、ゲル化した湿潤ゲルをモ
ールドから取り出して25℃、相対湿度75%の恒温恒
湿器で6日間乾燥した。次いで、時間当り10℃の昇温
速度で120℃まで昇温させ、この温度で5時間維持し
て残留水分を除去して乾燥ゲルを形成した。
【0036】その後、前記乾燥ゲルを50℃/hrの昇
温速度で550℃まで昇温させた後、この温度で5時間
熱処理して乾燥ゲル内の有機物を除去した。有機物が除
去されたゲルを100℃/hrで1000℃まで昇温し
て、この温度で5時間維持してガラス化を進行させ、こ
の際、前記ガラス化過程は塩素ガス雰囲気下で実施して
水酸化基を除去した。
【0037】最後に、ヘリウムガス雰囲気下で100℃
/hrの昇温速度で1400℃まで昇温させ、この温度
で4時間焼結することによってシリカガラスチューブを
製造した。
【0038】<実施例3>アクリルアミド4.8重量%
とN、N’−メチレンビスアクリルアミド0.2重量%
を脱イオン水95重量%に溶解してプレミックス水溶液
を製造した。
【0039】剪断ミキサーを利用して前記プレミックス
水溶液1000ml、ヒュームドシリカ(Aerosil OX-5
0、Degussa社)1100g及び25重量%のTMAH水
溶液116mlを混合及び分散してゾルを製造した。次
いで、真空ポンプを利用して前記ゾル内の気泡を除去し
た後、15時間熟成した。熟成されたゾルに重合開始剤
の5重量%の過硫酸アンモニウム水溶液14ml及び触
媒のN、N、N’、N’−テトラメチルエチレンジアミ
ン3mlを添加して混合した。
【0040】前記混合物を準備されたモールドに注いで
ゲル化させた。60分経過後、ゲル化した湿潤ゲルをモ
ールドから取り出して25℃、相対湿度75%の恒温恒
湿器で6日間乾燥した。次いで、時間当り20℃の昇温
速度で120℃まで昇温させ、この温度で5時間維持し
て残留水分を除去して乾燥ゲルを形成した。
【0041】その後、前記乾燥ゲルを50℃/hrの昇
温速度で550℃まで昇温、この温度で5時間熱処理し
て乾燥ゲル内の有機物を除去した。有機物が除去された
ゲルを100℃/hrで1000℃まで昇温して、この
温度で5時間維持してガラス化を進行させ、この際、前
記ガラス化過程は塩素ガス雰囲気下で実施して水酸化基
を除去した。
【0042】最後に、ヘリウムガス雰囲気下で100℃
/hrの昇温速度で1450℃まで昇温させ、この温度
で4時間焼結することによってシリカガラスチューブを
製造した。
【0043】<実施例4>アクリルアミド2.2重量%
とN、N’−メチレンビスアクリルアミド0.13重量
%を脱イオン水97.67重量%に溶解してプレミック
ス水溶液を製造した。
【0044】剪断ミキサーを利用して前記プレミックス
水溶液500ml、ヒュームドシリカ(Aerosil OX-50、
Degussa社)500g及び25%重量のTMAH水溶液
52mlを混合及び分散してゾルを製造した。次いで、
真空ポンプを利用して前記ゾル内の気泡を除去した後、
10時間熟成した。熟成されたゾルに重合開始剤の5重
量%の過硫酸アンモニウム水溶液8ml、触媒のN、
N、N’、N’−テトラメチルエチレンジアミン2ml
及び蟻酸メチル8g(シリカ重量を基準として1.6重
量%)を添加して混合した。
【0045】前記混合物を準備されたモールドに注いで
ゲル化させた。60分経過後、ゲル化した湿潤ゲルをモ
ールドから取り出して25℃、相対湿度75%の恒温恒
湿器で6日間乾燥した。次いで、時間当り20℃の昇温
速度で120℃まで昇温させ、この温度で5時間維持し
て残留水分を除去して乾燥ゲルを形成した。
【0046】その後、前記乾燥ゲルを50℃/hrの昇
温速度で550℃まで昇温、この温度で5時間熱処理し
て乾燥ゲル内の有機物を除去した。有機物が除去された
ゲルを100℃/hrで1000℃まで昇温して、この
温度で5時間維持してガラス化を進行させ、この際、前
記ガラス化過程は塩素ガス雰囲気下で実施して水酸化基
を除去した。
【0047】最後に、ヘリウムガス雰囲気下で100℃
/hrの昇温速度で1400℃まで昇温させ、この温度
で4時間焼結することによってシリカガラスチューブを
製造した。
【0048】<実施例5>蟻酸メチルの代わりに乳酸メ
チルを使用したことを除いては、実施例4と同じ方法に
よって実施した。
【0049】<実施例6>蟻酸メチルの代わりに乳酸エ
チルを使用したことを除いては、実施例4と同じ方法に
よって実施した。
【0050】<実施例7>メタクリルアミド2.2重量
%とN、N’−メチレンビスアクリルアミド0.13重
量%を脱イオン水97.67重量%に溶解してプレミッ
クス水溶液を製造した。
【0051】ヒュームドシリカ(Aerosil OX-50、Deguss
a)500g、前記プレミックス水溶液500ml及び
25重量%のTMAH水溶液52mlを高剪断ミキサー
の中で混合及び分散してゾルを製造した。
【0052】真空ポンプを利用して前記ゾル内の気泡を
除去した後、10時間熟成した。熟成されたゾルに5重
量%の過硫酸アンモニウム水溶液8mlを添加してから
反応混合物内の気泡を除去した。続いて、前記反応混合
物にN、N、N’、N’−テトラメチルエチレンジアミ
ン2mlと、蟻酸メチル8g(シリカ重量を基準として
1.6重量%)を次第に添加して混合した。得られた結
果物をモールドに注いでゲル化させた。
【0053】ゲル化された湿潤ゲルをモールドから取り
出して30℃、RH90%の恒温恒湿器で10日程乾燥
させた。次いで、得られた結果物を700℃まで昇温し
(昇温速度50℃/hr)、この温度で4時間熱処理し
た。その後、時間当り100℃の昇温速度で1100℃
まで昇温し、この温度で5時間熱処理した。このような
熱処理過程は塩素雰囲気下で実施して残留OH基を除去
した。
【0054】ヘリウム雰囲気下で100℃/hrの昇温
速度で1500℃まで昇温させた後、この温度で5時間
焼結することによってシリカガラスチューブを製造し
た。
【0055】<実施例8>蟻酸メチルの代わりに乳酸エ
チルを加えたことを除いては、実施例7と同じ方法によ
って実施した。
【0056】<実施例9>メタクリルアミド14.0重
量%とN、N’−メチレンビスアクリルアミド0.6重
量%を脱イオン水85.4重量%に溶解してプレミック
ス水溶液を製造した。
【0057】ヒュームドシリカ(Aerosil OX-50、Deguss
a)500g、前記プレミックス水溶液500ml及び
25重量%のTMAH水溶液52mlを高剪断ミキサー
の中で混合及び分散してゾルを製造した。
【0058】真空ポンプを利用して前記ゾル内の気泡を
除去した後、15時間熟成した。熟成されたゾルに5重
量%の過硫酸アンモニウム水溶液6mlを添加してから
反応混合物内の気泡を除去した。続いて、前記反応混合
物にN、N、N’、N’−テトラメチルエチレンジアミ
ン2mlを添加して混合した。得られた結果物を準備さ
れたモールドに注いで所定形状にゲル化させた。
【0059】ゲル化した湿潤ゲルをモールドから取り出
して35℃、RH70%の恒温恒湿器で4日程乾燥させ
た。次いで、得られた結果物を10℃/hrで100℃
まで昇温し、この温度で10時間維持して残留水分を除
去した。
【0060】その後、乾燥したゲルを600℃まで昇温
し(昇温速度50℃/hr)、この温度で5時間熱処理
した。その後、時間当り100℃の昇温速度で1000
℃まで昇温し、この温度で5時間熱処理した。このよう
な熱処理過程は塩素雰囲気下で実施して残留OH基を除
去した。
【0061】ヘリウム雰囲気下で100℃/hrの昇温
速度で1400℃まで昇温させた後、この温度で4時間
焼結することによってシリカガラスチューブを製造し
た。
【0062】<実施例10>メタクリルアミド12.0
重量%とN、N’−メチレンビスアクリルアミド5.0
重量%を脱イオン水83重量%に溶解してプレミックス
水溶液を製造した。
【0063】ヒュームドシリカ(Aerosil OX-50、Deguss
a)2000g、前記プレミックス水溶液2000ml
及び25重量%のTMAH水溶液222mlを高剪断ミ
キサーの中で混合及び分散してゾルを製造した。
【0064】真空ポンプを利用して前記ゾル内の気泡を
除去した後、15時間熟成した。熟成されたゾルに5重
量%の過硫酸アンモニウム水溶液24mlを添加してか
ら反応混合物内の気泡を除去した。続いて、前記反応混
合物にN、N、N’、N’−テトラメチルエチレンジア
ミン6mlを添加して混合した。得られた結果物を準備
されたモールドに注いで所定形状にゲル化させた。
【0065】ゲル化した湿潤ゲルをモールドから取り出
して25℃、RH75%の恒温恒湿器で6日程乾燥させ
た。次いで、得られた結果物を10℃/hrで120℃
まで昇温し、この温度で5時間維持して残留水分を除去
した。
【0066】その後、乾燥したゲルを550℃まで昇温
し(昇温速度50℃/hr)、この温度で5時間熱処理
した。その後、時間当り100℃の昇温速度で1000
℃まで昇温し、この温度で5時間熱処理した。このよう
な熱処理過程は塩素雰囲気下で実施して残留OH基を除
去した。
【0067】ヘリウム雰囲気下で100℃/hrの昇温
速度で1400℃まで昇温させた後、この温度で4時間
焼結することによってシリカガラスチューブを製造し
た。
【0068】<実施例11>メタクリルアミド4.8重
量%とN、N’−メチレンビスアクリルアミド0.2重
量%を脱イオン水95重量%に溶解してプレミックス水
溶液を製造した。
【0069】ヒュームドシリカ(Aerosil OX-50、Deguss
a)1100g、前記プレミックス水溶液1000ml
及び25重量%のTMAH水溶液116mlを高剪断ミ
キサーの中で混合及び分散してゾルを製造した。
【0070】真空ポンプを利用して前記ゾル内の気泡を
除去した後、15時間熟成した。熟成されたゾルに5重
量%の過硫酸アンモニウム水溶液14mlを添加してか
ら反応混合物内の気泡を除去した。続いて、前記反応混
合物にN、N、N’、N’−テトラメチルエチレンジア
ミン3mlを添加して混合した。得られた結果物を準備
されたモールドに注いで所定形状にゲル化させた。
【0071】60分経過後、ゲル化した湿潤ゲルをモー
ルドから取り出して25℃、RH75%の恒温恒湿器で
6日程乾燥させた。次いで、得られた結果物を20℃/
hrで120℃まで昇温し、この温度で5時間維持して
残留水分を除去した。
【0072】その後、乾燥したゲルを550℃まで昇温
し(昇温速度50℃/hr)、この温度で5時間熱処理
した。その後、時間当り100℃の昇温速度で1000
℃まで昇温し、この温度で5時間熱処理した。このよう
な熱処理過程は塩素雰囲気下で実施して残留OH基を除
去した。
【0073】ヘリウム雰囲気下で100℃/hrの昇温
速度で1450℃まで昇温させた後、この温度で4時間
焼結することによってシリカガラスチューブを製造し
た。
【0074】前記実施例1〜11で製造されたゲルの強
度を測定し、その結果を比較してみた。その結果、従来
の場合に比べてゲルの強度が強くなり、取扱い安いこと
がわかった。
【0075】また、前記実施例1〜11で製造されたシ
リカガラスチューブの亀裂有無と収縮率を比較分析し
た。その結果、実施例1〜11の場合は、従来の場合に
比べて乾燥後ゲルに生成される亀裂が減少し、収縮率も
減少した。
【0076】
【発明の効果】本発明によれば、乾燥後亀裂がほとんど
発生しなく、焼結後収縮率が顕著に低くなった高純度の
シリカガラスチューブが製造できる。そして、大型のシ
リカガラスチューブを製造することもできる。
【0077】本発明の製造方法によって得られたシリカ
ガラスは、光ファイバー2次母材用シリカガラスチュー
ブに使われうるだけでなく、半導体用シリカガラス、光
学用レンズ等に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明によるシリカガラスを製造する工程のフ
ローチャートである。

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 (a)アクリル樹脂形成用単量体及び架
    橋剤を蒸留水に溶解したプレミックス溶液にシリカと分
    散剤を添加し、分散させてゾルを形成する段階と、 (b)前記ゾル内の気泡を除去した後、熟成する段階
    と、 (c)熟成したゾルに重合開始剤及び触媒を加える段階
    と、 (d)前記反応混合物をモールドにそそいでゲル化させ
    る段階と、 (e)得られたゲルを熟成する段階と、 (f)熟成したゲルをモールドから分離して乾燥させる
    段階と、 (g)乾燥したゲルを熱処理してゲル内の有機物を除去
    する段階と、 (h)有機物を除去したゲルに対して水酸基除去反応と
    焼結反応を施す段階とを含むことを特徴とするシリカガ
    ラスの製造方法。
  2. 【請求項2】 前記(c)段階で重合開始剤と触媒以外
    にゲル促進剤がさらに加えられることを特徴とする請求
    項1に記載のシリカガラスの製造方法。
  3. 【請求項3】 前記ゲル化促進剤は蟻酸メチル、乳酸メ
    チル及び乳酸エチルよりなる群から選択された少なくと
    も一つであることを特徴とする請求項2に記載のシリカ
    ガラスの製造方法。
  4. 【請求項4】 前記アクリル樹脂形成用単量体の含有量
    はプレミックス溶液の重量を基準として2乃至20重量
    %であることを特徴とする請求項1に記載のシリカガラ
    スの製造方法。
  5. 【請求項5】 前記架橋剤の含有量はプレミックス溶液
    の重量を基準として0.05乃至1.0重量%であるこ
    とを特徴とする請求項1に記載のシリカガラスの製造方
    法。
  6. 【請求項6】 前記アクリル樹脂形成用単量体がアクリ
    ルアミドまたはメタクリルアミドであり、 架橋剤がN、N’−メチレンビスアクリルアミドである
    ことを特徴とする請求項1に記載のシリカガラスの製造
    方法。
  7. 【請求項7】 前記シリカとプレミックス溶液の混合重
    量比が4:6乃至6:4であることを特徴とする請求項
    1に記載のシリカガラスの製造方法。
  8. 【請求項8】 前記触媒はN、N、N’、N’−テトラ
    メチルエチレンジアミンであることを特徴とする請求項
    1に記載のシリカガラスの製造方法。
  9. 【請求項9】 前記重合開始剤は過硫酸アンモニウムで
    あることを特徴とする請求項1に記載のシリカガラスの
    製造方法。
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