JPH11171585A - シリカガラス組成物及びこれを使用したシリカガラスの製造方法 - Google Patents
シリカガラス組成物及びこれを使用したシリカガラスの製造方法Info
- Publication number
- JPH11171585A JPH11171585A JP10278074A JP27807498A JPH11171585A JP H11171585 A JPH11171585 A JP H11171585A JP 10278074 A JP10278074 A JP 10278074A JP 27807498 A JP27807498 A JP 27807498A JP H11171585 A JPH11171585 A JP H11171585A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- silica
- silica glass
- heat
- surface area
- particle size
- 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.)
- Granted
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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
-
- 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
- C03C3/00—Glass compositions
- C03C3/04—Glass compositions containing silica
- C03C3/06—Glass compositions containing silica with more than 90% silica by weight, e.g. quartz
-
- 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
- C03C13/00—Fibre or filament compositions
- C03C13/04—Fibre optics, e.g. core and clad fibre compositions
- C03C13/045—Silica-containing oxide glass compositions
-
- 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
- C03C2201/00—Glass compositions
- C03C2201/02—Pure silica glass, e.g. pure fused quartz
-
- 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
- C03C2203/00—Production processes
- C03C2203/20—Wet processes, e.g. sol-gel process
- C03C2203/22—Wet processes, e.g. sol-gel process using colloidal silica sols
-
- 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
- C03C2203/00—Production processes
- C03C2203/20—Wet processes, e.g. sol-gel process
- C03C2203/34—Wet processes, e.g. sol-gel process adding silica powder
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Optics & Photonics (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Glass Compositions (AREA)
- Silicon Compounds (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 シリカガラス組成物及びこれを使用したシリ
カガラスの製造方法を提供する。 【解決手段】 平均粒径が５×１０−3 乃至１×１０
−1 μｍで、比表面積が５０乃至４００ｍ2 ／ｇの熱分
解シリカと、熱分解シリカの凝集体で、平均粒径が２乃
至１５μｍであり、前記熱分解シリカよりも比表面積が
小さい熱処理シリカを含む。これにより、乾燥後亀裂
（cracking）がほとんど生じなく、焼結後収縮率が顕著
に低まった高純度シリカガラスチューブを製造すること
ができる。さらに、大型のシリカガラスチューブを製造
することも可能になる。
カガラスの製造方法を提供する。 【解決手段】 平均粒径が５×１０−3 乃至１×１０
−1 μｍで、比表面積が５０乃至４００ｍ2 ／ｇの熱分
解シリカと、熱分解シリカの凝集体で、平均粒径が２乃
至１５μｍであり、前記熱分解シリカよりも比表面積が
小さい熱処理シリカを含む。これにより、乾燥後亀裂
（cracking）がほとんど生じなく、焼結後収縮率が顕著
に低まった高純度シリカガラスチューブを製造すること
ができる。さらに、大型のシリカガラスチューブを製造
することも可能になる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はシリカガラス（sili
ca glass）組成物及びこれを使用してゾルーゲル（sol-
gel）工程によりシリカガラスを製造する方法に関す
る。
ca glass）組成物及びこれを使用してゾルーゲル（sol-
gel）工程により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、一般に透明で、化学的
に不活性でありながら熱的安定性、強度などの特性に優
れており、熱膨張率が低い。かかる優れた特性のため、
シリカガラスは光ファイバーまたは光繊維（optical fi
ber）、光学用レンズなどの光学素子等に有効に使用さ
れてきている。
に不活性でありながら熱的安定性、強度などの特性に優
れており、熱膨張率が低い。かかる優れた特性のため、
シリカガラスは光ファイバーまたは光繊維（optical fi
ber）、光学用レンズなどの光学素子等に有効に使用さ
れてきている。
【０００３】光ファイバーは、基本的に内部のコア（co
re）と、コアで光の全反射がなされるよう屈折率を別に
したクラディッング（cladding）とで構成される。光の
全反射につき、クラディッングの屈折率はコアの屈折率
に比べ約１％程度低く、屈折率が１．４７のコアと１．
４６のクラディッングとが一般に使用される。
re）と、コアで光の全反射がなされるよう屈折率を別に
したクラディッング（cladding）とで構成される。光の
全反射につき、クラディッングの屈折率はコアの屈折率
に比べ約１％程度低く、屈折率が１．４７のコアと１．
４６のクラディッングとが一般に使用される。
【０００４】光ファイバーを製造するために、まずコア
ロッド（core rod）とこれを取り囲んでいるオーバーク
ラディッングチューブ（overcladding tube）とで構成
された光ファイバー前駆体（optical fiber preform）
を製造する。それから、この前駆体を熱処理した後に延
伸して、光ファイバーを製造する。
ロッド（core rod）とこれを取り囲んでいるオーバーク
ラディッングチューブ（overcladding tube）とで構成
された光ファイバー前駆体（optical fiber preform）
を製造する。それから、この前駆体を熱処理した後に延
伸して、光ファイバーを製造する。
【０００５】ゾル−ゲル工程を利用し、シリカガラスか
らなるオーバークラディッングチューブを製造する方法
は概して以下の通りである。
らなるオーバークラディッングチューブを製造する方法
は概して以下の通りである。
【０００６】まず、シリカ粒子を脱イオン水及び分散剤
（dispersant）と混合する。次に、前記混合物に結合剤
（binder）及び可塑剤（platicizer）を添加した後に十
分に混合し、ゾルを形成する。
（dispersant）と混合する。次に、前記混合物に結合剤
（binder）及び可塑剤（platicizer）を添加した後に十
分に混合し、ゾルを形成する。
【０００７】前記ゾルを所定時間放置して熟成させる。
熟成したゾル内に含有されている気泡を除去した後に、
ゲル化剤（gelling agent）を加え、これを直ちにモー
ルド（mold）に仕込むことで、モールディングを施す。
熟成したゾル内に含有されている気泡を除去した後に、
ゲル化剤（gelling agent）を加え、これを直ちにモー
ルド（mold）に仕込むことで、モールディングを施す。
【０００８】ゲル化が完了すれば、モールドからゲルを
分離した後に、乾燥を行なう。
分離した後に、乾燥を行なう。
【０００９】そして、乾燥されたゲルを熱処理し、ゲル
内の有機物を除去する。次に、有機物の除去されたゲル
につき、水酸基除去（dehydroxylation）反応と焼結反
応とを施して、シリカガラスからなるオーバークラディ
ッングチューブを完成する。
内の有機物を除去する。次に、有機物の除去されたゲル
につき、水酸基除去（dehydroxylation）反応と焼結反
応とを施して、シリカガラスからなるオーバークラディ
ッングチューブを完成する。
【００１０】前記シリカ粒子としては、ヒュームドシリ
カ（fumed silica）を使用する。ヒュームドシリカは、
通常ケイ素化合物（主に、ＳｉＣｌ4 ）を熱分解するこ
とで製造される熱分解シリカ（pyrogenic silica）で、
比表面積（specific surfacearea）が５０〜４００ｍ2
／ｇであり、平均粒径（average particle diameter）
が約５×１０−2 μｍである。
カ（fumed silica）を使用する。ヒュームドシリカは、
通常ケイ素化合物（主に、ＳｉＣｌ4 ）を熱分解するこ
とで製造される熱分解シリカ（pyrogenic silica）で、
比表面積（specific surfacearea）が５０〜４００ｍ2
／ｇであり、平均粒径（average particle diameter）
が約５×１０−2 μｍである。
【００１１】シリカ粒子としてヒュームドシリカを使用
し、シリカガラスを製造する場合、以下の如き問題が生
じうる。
し、シリカガラスを製造する場合、以下の如き問題が生
じうる。
【００１２】ヒュームドシリカは、小気孔を備える微細
粒子であるため、これをゾル内に多量分散させるのが極
めて難しく、脱泡作業に多くの時間が所要されるのみな
らず、ゾルの粘度が高すぎる。かかるヒュームドシリカ
自体の特性のため、ゾル内のシリカ固形分含量を５０％
以上に上げるのが困難である。その結果、ゲル内の有機
物を除去して得られた結果物の成形密度（green densit
y）は、焼結体の密度を基準にして３５％程度に制限さ
れるので、焼結工程あたりのオーバークラディッングチ
ューブの収縮率（shrinking ratio）が大である。その
ため、大型化の進んだシリカガラスチューブを製造する
ことは現実的に極めて難しい。また、乾燥後にオーバー
クラディッングチューブに亀裂が生じるなどの問題があ
った。
粒子であるため、これをゾル内に多量分散させるのが極
めて難しく、脱泡作業に多くの時間が所要されるのみな
らず、ゾルの粘度が高すぎる。かかるヒュームドシリカ
自体の特性のため、ゾル内のシリカ固形分含量を５０％
以上に上げるのが困難である。その結果、ゲル内の有機
物を除去して得られた結果物の成形密度（green densit
y）は、焼結体の密度を基準にして３５％程度に制限さ
れるので、焼結工程あたりのオーバークラディッングチ
ューブの収縮率（shrinking ratio）が大である。その
ため、大型化の進んだシリカガラスチューブを製造する
ことは現実的に極めて難しい。また、乾燥後にオーバー
クラディッングチューブに亀裂が生じるなどの問題があ
った。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】本発明が果たそうとす
る第１の目的は、上記した問題点を解決し、亀裂が生じ
ることなく、収縮率の減った高密度のシリカガラスを製
造するための組成物を提供することである。
る第１の目的は、上記した問題点を解決し、亀裂が生じ
ることなく、収縮率の減った高密度のシリカガラスを製
造するための組成物を提供することである。
【００１４】本発明が果たそうとする第２の目的は、前
記組成物を使用したシリカガラスの製造方法を提供する
ことである。
記組成物を使用したシリカガラスの製造方法を提供する
ことである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記第１の目的は、本発
明では、均粒径が５×１０−3 乃至１×１０−1 μｍ
で、比表面積が５０乃至４００ｍ2 ／ｇの熱分解シリカ
と、熱分解シリカの凝集体で、平均粒径が２乃至１５μ
ｍであり、前記熱分解シリカよりも比表面積が小さい熱
処理シリカを含むことを特徴とするシリカガラス組成物
により達成される。
明では、均粒径が５×１０−3 乃至１×１０−1 μｍ
で、比表面積が５０乃至４００ｍ2 ／ｇの熱分解シリカ
と、熱分解シリカの凝集体で、平均粒径が２乃至１５μ
ｍであり、前記熱分解シリカよりも比表面積が小さい熱
処理シリカを含むことを特徴とするシリカガラス組成物
により達成される。
【００１６】本発明の第２の目的は、（ａ）平均粒径が
５×１０−3 乃至１×１０−1 μｍで、比表面積が５０
乃至４００ｍ2 ／ｇの熱分解シリカと、熱分解シリカの
凝集体で、平均粒径が２乃至１５μｍであり、前記熱分
解シリカよりも比表面積が小さい熱処理シリカとの混合
物を分散媒と混合し、ゾルを形成する段階と、（ｂ）前
記ゾルを熟成させる段階と、（ｃ）熟成させたゾル内の
気泡を除去した後にゲル化し、ゲルを形成する段階と、
（ｄ）前記ゲルを乾燥した後に熱処理する段階とを含む
シリカガラスの製造方法により達成される。
５×１０−3 乃至１×１０−1 μｍで、比表面積が５０
乃至４００ｍ2 ／ｇの熱分解シリカと、熱分解シリカの
凝集体で、平均粒径が２乃至１５μｍであり、前記熱分
解シリカよりも比表面積が小さい熱処理シリカとの混合
物を分散媒と混合し、ゾルを形成する段階と、（ｂ）前
記ゾルを熟成させる段階と、（ｃ）熟成させたゾル内の
気泡を除去した後にゲル化し、ゲルを形成する段階と、
（ｄ）前記ゲルを乾燥した後に熱処理する段階とを含む
シリカガラスの製造方法により達成される。
【００１７】好ましくは、前記（ｂ）段階は１５乃至５
０℃で施される。このとき、熟成温度が５０℃を超過す
れば、最終的に得られたシリカガラスが壊れ易く、１５
℃未満であればゾルの熟成反応が遅すぎ、好ましくな
い。
０℃で施される。このとき、熟成温度が５０℃を超過す
れば、最終的に得られたシリカガラスが壊れ易く、１５
℃未満であればゾルの熟成反応が遅すぎ、好ましくな
い。
【００１８】前記（ａ）段階の熱処理シリカは、（ａ−
１）熱分解シリカに脱イオン水を加えて混合する段階
と、（ｂ−１）前記（ａ−１）段階で得られた混合物を
乾燥した後、所定粒径範囲内の粒子のみ選別する段階
と、（ｃ−１）前記（ｂ−１）段階で得られた結果物を
５００乃至１２００℃で熱処理する段階とを経て製造さ
れる。
１）熱分解シリカに脱イオン水を加えて混合する段階
と、（ｂ−１）前記（ａ−１）段階で得られた混合物を
乾燥した後、所定粒径範囲内の粒子のみ選別する段階
と、（ｃ−１）前記（ｂ−１）段階で得られた結果物を
５００乃至１２００℃で熱処理する段階とを経て製造さ
れる。
【００１９】前記（ａ−１）段階において、熱分解シリ
カと脱イオン水との混合重量比は１：１乃至１：５であ
るのが望ましく、特に、１：２乃至１：３であるのがさ
らに好ましい。ここで、熱分解シリカに対する脱イオン
水の含量が前記範囲よりも多い場合は以降の乾燥におい
て所要される時間が長すぎ、前記範囲よりも少ない場合
は熱分解シリカの分散性が悪くなるため好ましくない。
カと脱イオン水との混合重量比は１：１乃至１：５であ
るのが望ましく、特に、１：２乃至１：３であるのがさ
らに好ましい。ここで、熱分解シリカに対する脱イオン
水の含量が前記範囲よりも多い場合は以降の乾燥におい
て所要される時間が長すぎ、前記範囲よりも少ない場合
は熱分解シリカの分散性が悪くなるため好ましくない。
【００２０】前記（ｂ−１）段階において、粒子の粒径
が１０乃至８５０μｍであるのが好ましい。
が１０乃至８５０μｍであるのが好ましい。
【００２１】本発明では、シリカガラス製造用シリカと
して、通常の熱分解シリカと熱処理シリカとの混合物を
使用する。ここで、熱分解シリカと熱処理シリカとの混
合重量比は１：１０乃至１：１であるのが好ましい。こ
こで、熱処理シリカに対する熱分解シリカの含量が前記
範囲を超過する場合は乾燥後シリカガラスに亀裂が生じ
易く、前記範囲未満の場合は収縮率が高くて好ましくな
い。
して、通常の熱分解シリカと熱処理シリカとの混合物を
使用する。ここで、熱分解シリカと熱処理シリカとの混
合重量比は１：１０乃至１：１であるのが好ましい。こ
こで、熱処理シリカに対する熱分解シリカの含量が前記
範囲を超過する場合は乾燥後シリカガラスに亀裂が生じ
易く、前記範囲未満の場合は収縮率が高くて好ましくな
い。
【００２２】前記熱処理シリカは、熱分解シリカの凝集
体である。ここで、前記熱処理シリカは、粒径が２乃至
１５μｍで、熱分解シリカよりも粒径及び気孔度が大で
あり、比表面積が小さい粒子である。熱処理シリカのか
かる特性のため、シリカをゾル内に分散し易く、ゾル内
のシリカ固形分の含量を従来より向上させ得るばかり
か、ゾルの粘度を適宜制御することができる。また、脱
泡作業が容易で、乾燥後に亀裂がほとんど生じないこと
に加え、焼結後の収縮率が減少する。
体である。ここで、前記熱処理シリカは、粒径が２乃至
１５μｍで、熱分解シリカよりも粒径及び気孔度が大で
あり、比表面積が小さい粒子である。熱処理シリカのか
かる特性のため、シリカをゾル内に分散し易く、ゾル内
のシリカ固形分の含量を従来より向上させ得るばかり
か、ゾルの粘度を適宜制御することができる。また、脱
泡作業が容易で、乾燥後に亀裂がほとんど生じないこと
に加え、焼結後の収縮率が減少する。
【００２３】
【発明の実施の形態】本発明のシリカガラス用組成物は
シリカで、熱分解シリカと熱処理シリカとの混合物を含
んでいる。この組成物は、通常のシリカガラス組成物の
ように、分散剤、可塑剤、結合剤、ゲル化剤、及び溶媒
などを含んでいる。
シリカで、熱分解シリカと熱処理シリカとの混合物を含
んでいる。この組成物は、通常のシリカガラス組成物の
ように、分散剤、可塑剤、結合剤、ゲル化剤、及び溶媒
などを含んでいる。
【００２４】前記分散剤、可塑剤、結合剤、ゲル化剤及
び溶媒としては、シリカガラスの製造に際して汎用され
る物質なら、別に制限されることはない。そして、前記
各物質の含量も通常の水準である。
び溶媒としては、シリカガラスの製造に際して汎用され
る物質なら、別に制限されることはない。そして、前記
各物質の含量も通常の水準である。
【００２５】前記分散剤としては、４級アンモニウムヒ
ドロキシド（quaternary ammoniumhydroxide）化合物の
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（tetramethyla
mmonium hydroxide）、テトラエチルアンモニウムヒド
ロキシド（tetraethylammonium hydroxide）などを使用
する。この物質はシリカが組成物内に均一に分散される
ようにし、さらにシリカの分散されたゾルを静電気的に
安定化させる作用をする。
ドロキシド（quaternary ammoniumhydroxide）化合物の
テトラメチルアンモニウムヒドロキシド（tetramethyla
mmonium hydroxide）、テトラエチルアンモニウムヒド
ロキシド（tetraethylammonium hydroxide）などを使用
する。この物質はシリカが組成物内に均一に分散される
ようにし、さらにシリカの分散されたゾルを静電気的に
安定化させる作用をする。
【００２６】前記可塑剤としては、多価アルコール（po
lyhydric alcohol）を使用する。具体例としては、グリ
セリン（glycerin）、エチレングリコール（ethylene g
lycol）、２−メチルプロパン−１，２，３−トリオー
ル（2-methylpropane-1,2,3-triol）などがある。
lyhydric alcohol）を使用する。具体例としては、グリ
セリン（glycerin）、エチレングリコール（ethylene g
lycol）、２−メチルプロパン−１，２，３−トリオー
ル（2-methylpropane-1,2,3-triol）などがある。
【００２７】前記結合剤としては、ポリエチルオキサゾ
リン（polyethyloxazoline）、ポリメチルオキサゾリン
（polymethyloxazoline）、ポリアクリルアミド（polya
crylamide）などを使用する。
リン（polyethyloxazoline）、ポリメチルオキサゾリン
（polymethyloxazoline）、ポリアクリルアミド（polya
crylamide）などを使用する。
【００２８】前記ゲル化剤としては、蟻酸（formic aci
d）、乳酸（lactic acid）及びグリコール酸（glycolic
acid）からなる群より選択された酸（acid）の水溶性
脂肪族エステル（aqueous aliphatic ester）である。
d）、乳酸（lactic acid）及びグリコール酸（glycolic
acid）からなる群より選択された酸（acid）の水溶性
脂肪族エステル（aqueous aliphatic ester）である。
【００２９】本発明の熱処理シリカを製造する方法と、
この方法により製造された熱処理シリカを用いオーバー
クラディッングチューブを製造する方法は、以下の通り
である。
この方法により製造された熱処理シリカを用いオーバー
クラディッングチューブを製造する方法は、以下の通り
である。
【００３０】まず、熱分解シリカを脱イオン水と均一に
混合した後に乾燥させ、シリカ乾燥粉末単一体（monoli
th）を得る。これを篩（sieve）にかけて目的とする所
定粒径を有する粒子のみ選別する。ここで、粒子の粒径
は１０乃至８５０μｍであるのが望ましい。
混合した後に乾燥させ、シリカ乾燥粉末単一体（monoli
th）を得る。これを篩（sieve）にかけて目的とする所
定粒径を有する粒子のみ選別する。ここで、粒子の粒径
は１０乃至８５０μｍであるのが望ましい。
【００３１】次に、所定温度で熱処理を施して、粒径が
２乃至１５μｍで、非晶質（noncrystalline）のシリカ
粉末を製造する。
２乃至１５μｍで、非晶質（noncrystalline）のシリカ
粉末を製造する。
【００３２】前記熱処理温度は５００乃至１２００℃、
特に６００乃至９００℃であるのが望ましい。ここで、
熱処理温度が５００℃未満であれば熱分解シリカの凝集
体が形成出来ず、熱処理温度が１２００℃を超過すれば
結晶質（crystalline）シリカが得られるので好ましく
ない。
特に６００乃至９００℃であるのが望ましい。ここで、
熱処理温度が５００℃未満であれば熱分解シリカの凝集
体が形成出来ず、熱処理温度が１２００℃を超過すれば
結晶質（crystalline）シリカが得られるので好ましく
ない。
【００３３】前記方法により製造された熱処理シリカ
と、熱分解シリカとの混合物を分散媒と混合し、ゾルを
形成する。前記分散媒としては脱イオン水を使用し、必
要に応じて分散剤を加えることもある。
と、熱分解シリカとの混合物を分散媒と混合し、ゾルを
形成する。前記分散媒としては脱イオン水を使用し、必
要に応じて分散剤を加えることもある。
【００３４】次に、前記混合物に結合剤と可塑剤とを入
れた後、一定時間十分に分散させ、ゾルを製造する。そ
れから、前記ゾルを所定時間放置して熟成させる。
れた後、一定時間十分に分散させ、ゾルを製造する。そ
れから、前記ゾルを所定時間放置して熟成させる。
【００３５】熟成させたゾル内の気泡を除去した後にゲ
ル化剤を入れ、これを直ちにモールドに仕込む。ゲル化
が完了すると、モールドからゲルを分離した後に、恒温
恒湿の条件下で乾燥を行なう。
ル化剤を入れ、これを直ちにモールドに仕込む。ゲル化
が完了すると、モールドからゲルを分離した後に、恒温
恒湿の条件下で乾燥を行なう。
【００３６】次に、乾燥済みのゲルを熱処理して有機物
を除去する。塩素（Ｃｌ2 ）と酸素（Ｏ2 ）ガス雰囲気
下で熱処理の済んだゲルから水酸基（hydroxy group）
を除去した後、ヘリウム（Ｈｅ）ガス雰囲気の焼結炉で
ガラス化を進める。
を除去する。塩素（Ｃｌ2 ）と酸素（Ｏ2 ）ガス雰囲気
下で熱処理の済んだゲルから水酸基（hydroxy group）
を除去した後、ヘリウム（Ｈｅ）ガス雰囲気の焼結炉で
ガラス化を進める。
【００３７】
【実施例】以下、本発明を実施例を通して説明する。但
し、本発明が下記の実施例に限定されることはない。
し、本発明が下記の実施例に限定されることはない。
【００３８】なお、熱分解シリカと熱処理シリカの平均
粒径は粒径分析器（Cilas社のモデル名Cilas 1064）を
用いて測定した。表面積は通常のＢ．Ｅ．Ｔ．測定器で
測定した。
粒径は粒径分析器（Cilas社のモデル名Cilas 1064）を
用いて測定した。表面積は通常のＢ．Ｅ．Ｔ．測定器で
測定した。
【００３９】＜実施例１＞平均粒径が４×１０−2 μｍ
で比表面積が約５０ｍ2 ／ｇのヒュームドシリカ５６０
０ｇと脱イオン水１４０００ｇとの混合物をボールミル
（ball-mill）で約２４時間混合し、ゾルを製造した。
で比表面積が約５０ｍ2 ／ｇのヒュームドシリカ５６０
０ｇと脱イオン水１４０００ｇとの混合物をボールミル
（ball-mill）で約２４時間混合し、ゾルを製造した。
【００４０】前記ゾルを１２０℃に調節されたオーブン
で約２４時間乾燥した。次に、篩（＃２０メッシュ）を
利用して濾し、約８５０μｍ以下のシリカ粒子を選別し
た。
で約２４時間乾燥した。次に、篩（＃２０メッシュ）を
利用して濾し、約８５０μｍ以下のシリカ粒子を選別し
た。
【００４１】このようにして得られたシリカ粒子を８０
０℃に調節された炉（furnace）で３時間熱処理を施
し、熱処理シリカを製造した。得られた熱処理シリカの
平均粒径は３μｍで、比表面積は約４５ｍ2 ／ｇであっ
た。
０℃に調節された炉（furnace）で３時間熱処理を施
し、熱処理シリカを製造した。得られた熱処理シリカの
平均粒径は３μｍで、比表面積は約４５ｍ2 ／ｇであっ
た。
【００４２】＜実施例２＞実施例１により製造された熱
処理シリカ５，６００ｇ、ヒュームドシリカ１，４００
ｇ、脱イオン水５，７００ｇ及びテトラメチルアンモニ
ウムヒドロキシド水溶液（２５％）７００ｇの混合物を
約５分間混合した。
処理シリカ５，６００ｇ、ヒュームドシリカ１，４００
ｇ、脱イオン水５，７００ｇ及びテトラメチルアンモニ
ウムヒドロキシド水溶液（２５％）７００ｇの混合物を
約５分間混合した。
【００４３】次いで、前記混合物にポリエチルオキサゾ
リン２１ｇとグリセリン６３ｇとを加えた後に、これを
ホモジナイザー（homogenizer）内に仕込み、８，００
０ｒｐｍにて約２分間均一に混合させた。
リン２１ｇとグリセリン６３ｇとを加えた後に、これを
ホモジナイザー（homogenizer）内に仕込み、８，００
０ｒｐｍにて約２分間均一に混合させた。
【００４４】次に、ボールミルに前記混合物とガラスボ
ール（glass ball）２０ｋｇとを加えた後、約６時間混
合した。引き続き、約１０℃に調節された冷却チャンバ
（cooling chamber）で約１０時間熟成を行った。
ール（glass ball）２０ｋｇとを加えた後、約６時間混
合した。引き続き、約１０℃に調節された冷却チャンバ
（cooling chamber）で約１０時間熟成を行った。
【００４５】真空条件下に、熟成済みのゾル内に含有さ
れた気泡を約２０分間に亘って除去した。次いで、蟻酸
メチル（methyl formate）１２６ｇを混合した後、これ
をモールドに直ちに仕込んだ。
れた気泡を約２０分間に亘って除去した。次いで、蟻酸
メチル（methyl formate）１２６ｇを混合した後、これ
をモールドに直ちに仕込んだ。
【００４６】３０分経過後、モールドからゲルを分離し
た。このゲルを温度が３０℃で、相対湿度が８５％に調
節された恒温恒湿器で約６０時間乾燥した。
た。このゲルを温度が３０℃で、相対湿度が８５％に調
節された恒温恒湿器で約６０時間乾燥した。
【００４７】乾燥されたゲルを６００℃まで昇温させた
後（昇温速度：５０℃／ｈ）に、この温度で５時間熱処
理を施し、有機物を除去した。
後（昇温速度：５０℃／ｈ）に、この温度で５時間熱処
理を施し、有機物を除去した。
【００４８】有機物の除去されたゲルは塩素ガス雰囲気
で、約１０００℃の温度に調節された焼結炉で約５時間
焼結し、ヒドロキシ基を除去した。次に、約１４５０℃
の温度とヘリウムガス雰囲気に調節された焼結炉で焼結
工程を進めることにより、ガラス化させた。
で、約１０００℃の温度に調節された焼結炉で約５時間
焼結し、ヒドロキシ基を除去した。次に、約１４５０℃
の温度とヘリウムガス雰囲気に調節された焼結炉で焼結
工程を進めることにより、ガラス化させた。
【００４９】＜比較例＞シリカとしてヒュームドシリカ
のみを使用したことを除いては、実施例２の方法と同様
にして施した。
のみを使用したことを除いては、実施例２の方法と同様
にして施した。
【００５０】実施例２及び比較例において、ゾル内のシ
リカ固形分の含量と有機物除去後の成形密度（焼結体密
度対比）を測定した。
リカ固形分の含量と有機物除去後の成形密度（焼結体密
度対比）を測定した。
【００５１】測定の結果、比較例の場合は、ゾル内のシ
リカ固形分の含量が約４６％で、ゲルの成形密度が約３
５％であるに反し、実施例２の場合は、ゾル内のシリカ
固形分の含量が約５５％で、ゲルの成形密度が約４２％
に上がったことが判った。
リカ固形分の含量が約４６％で、ゲルの成形密度が約３
５％であるに反し、実施例２の場合は、ゾル内のシリカ
固形分の含量が約５５％で、ゲルの成形密度が約４２％
に上がったことが判った。
【００５２】さらに、実施例２及び比較例により製造さ
れたシリカガラスオーバークラディッングチューブの亀
裂存否と収縮率を測定した。
れたシリカガラスオーバークラディッングチューブの亀
裂存否と収縮率を測定した。
【００５３】その結果、実施例２により製造されたオー
バークラディッングチューブは、比較例の場合に比べ
て、乾燥後亀裂がほとんど生じなかったし、収縮率は約
２４％で、比較例の場合（２８％）よりもはるかに良く
なった。
バークラディッングチューブは、比較例の場合に比べ
て、乾燥後亀裂がほとんど生じなかったし、収縮率は約
２４％で、比較例の場合（２８％）よりもはるかに良く
なった。
【００５４】
【発明の効果】本発明のシリカガラス組成物を利用すれ
ば、乾燥後亀裂（cracking）がほとんど生じなく、焼結
後収縮率が顕著に低まった高純度シリカガラスチューブ
を製造することができる。さらには、大型のシリカガラ
スチューブを製造することも可能になる。
ば、乾燥後亀裂（cracking）がほとんど生じなく、焼結
後収縮率が顕著に低まった高純度シリカガラスチューブ
を製造することができる。さらには、大型のシリカガラ
スチューブを製造することも可能になる。
【００５５】本発明の製造方法により得られたシリカガ
ラスは、光ファイバー母材用シリカガラスチューブに使
用でき、しかも半導体用シリカガラス、光学用レンズな
どにも利用可能である。
ラスは、光ファイバー母材用シリカガラスチューブに使
用でき、しかも半導体用シリカガラス、光学用レンズな
どにも利用可能である。
Claims (9)
- 【請求項１】 平均粒径が５×１０−3 乃至１×１０
−1 μｍで、比表面積が５０乃至４００ｍ2 ／ｇの熱分
解シリカと、熱分解シリカの凝集体で、平均粒径が２乃
至１５μｍであり、前記熱分解シリカよりも比表面積が
小さい熱処理シリカを含んでいることを特徴とするシリ
カガラス組成物。 - 【請求項２】 前記熱分解シリカと熱処理シリカとの混
合重量比が１：１０乃至１：１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組成物。 - 【請求項３】 光ファイバー用チューブの製造時に使用
されることを特徴とする請求項１に記載のシリカガラス
組成物。 - 【請求項４】 （ａ）平均粒径が５×１０−3 乃至１×
１０−1 μｍで、比表面積が５０乃至４００ｍ2 ／ｇの
熱分解シリカと、熱分解シリカの凝集体で、平均粒径が
２乃至１５μｍであり、前記熱分解シリカよりも比表面
積が小さい熱処理シリカとの混合物を分散媒と混合し、
ゾルを形成する段階と、 （ｂ）前記ゾルを熟成させる段階と、 （ｃ）熟成させたゾル内の気泡を除去した後ゲル化し
て、ゲルを形成する段階と、 （ｄ）前記ゲルを乾燥した後に熱処理する段階とを含む
ことを特徴とするシリカガラスの製造方法。 - 【請求項５】 前記（ａ）段階において、熱分解シリカ
と熱処理シリカとの混合重量比が１：１０乃至１：１で
あることを特徴とする請求項４に記載のシリカガラスの
製造方法。 - 【請求項６】 前記（ａ）段階の熱処理シリカは、 （ａ−１）熱分解シリカに脱イオン水を加えて混合する
段階と、 （ｂ−１）前記（ａ−１）段階で得られた混合物を乾燥
した後、所定粒径範囲内の粒子のみ選別する段階と、 （ｃ−１）前記（ｂ−１）段階で得られた結果物を５０
０乃至１２００℃で熱処理する段階とを経て形成される
ことを特徴とする請求項４に記載のシリカガラスの製造
方法。 - 【請求項７】 前記（ａ−１）段階において、熱分解シ
リカと脱イオン水との混合重量比は１：１乃至１：５で
あることを特徴とする請求項６に記載のシリカガラスの
製造方法。 - 【請求項８】 前記（ｂ−１）段階において、粒子の粒
径が１０乃至８５０μｍであることを特徴とする請求項
６に記載のシリカガラスの製造方法。 - 【請求項９】 前記（ｂ）段階が、１５乃至５０℃で施
されることを特徴とする請求項４に記載のシリカガラス
の製造方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1019970050968A KR100230457B1 (ko) | 1997-10-02 | 1997-10-02 | 실리카 글래스 조성물 및 이를 이용한 실리카 글래스 제조방법 |
| KR97P50968 | 1997-10-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11171585A true JPH11171585A (ja) | 1999-06-29 |
| JP2971457B2 JP2971457B2 (ja) | 1999-11-08 |
Family
ID=19522191
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10278074A Expired - Fee Related JP2971457B2 (ja) | 1997-10-02 | 1998-09-30 | シリカガラス組成物及びこれを使用したシリカガラスの製造方法 |
Country Status (7)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6127295A (ja) |
| JP (1) | JP2971457B2 (ja) |
| KR (1) | KR100230457B1 (ja) |
| CN (1) | CN1093090C (ja) |
| CA (1) | CA2248492C (ja) |
| FR (1) | FR2769307B1 (ja) |
| GB (1) | GB2329893B (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100472862B1 (ko) * | 1999-08-03 | 2005-03-07 | 데구사 아게 | 소결체 및 이의 제조방법 |
Families Citing this family (19)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19943103A1 (de) | 1999-09-09 | 2001-03-15 | Wacker Chemie Gmbh | Hochgefüllte SiO2-Dispersion, Verfahren zu ihrer Herstellung und Verwendung |
| US6386373B1 (en) * | 2000-03-10 | 2002-05-14 | Alcatel | Process for making silica powder and use of such powder in the manufacture of an optical fiber preform |
| US20020157418A1 (en) * | 2001-03-19 | 2002-10-31 | Rahul Ganguli | Process for reducing or eliminating bubble defects in sol-gel silica glass |
| KR100722377B1 (ko) * | 2001-09-11 | 2007-05-28 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 투명 실리카 글래스의 제조 방법 |
| DE10158521B4 (de) * | 2001-11-29 | 2005-06-02 | Wacker-Chemie Gmbh | In Teilbereichen oder vollständig verglaster SiO2-Formkörper und Verfahren zu seiner Herstellung |
| DE10260320B4 (de) * | 2002-12-20 | 2006-03-30 | Wacker Chemie Ag | Verglaster SiO2-Formkörper, Verfahren zu seiner Herstellung und Vorrichtung |
| KR100843057B1 (ko) | 2004-07-28 | 2008-07-01 | 에보니크 데구사 게엠베하 | 고도로 충전된 수성 금속 산화물 분산액 |
| DE102004036602A1 (de) * | 2004-07-28 | 2006-03-23 | Degussa Ag | Hochgefüllte, wässerige Metalloxid-Dispersion |
| EP2014622B1 (de) * | 2007-07-06 | 2017-01-18 | Evonik Degussa GmbH | Verfahren zur Herstellung eines Kieselglasgranulats |
| JPWO2013062013A1 (ja) * | 2011-10-26 | 2015-04-02 | 興和株式会社 | 生物由来の生理活性物質の測定方法及び、それに用いられる微粒子及び抽出液 |
| TWI808933B (zh) | 2015-12-18 | 2023-07-21 | 德商何瑞斯廓格拉斯公司 | 石英玻璃體、二氧化矽顆粒、光導、施照體、及成型體及其製備方法 |
| WO2017103160A1 (de) | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Herstellung von quarzglaskörpern aus siliziumdioxidgranulat |
| EP3390290B1 (de) | 2015-12-18 | 2023-03-15 | Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG | Herstellung eines opaken quarzglaskörpers |
| KR20180095879A (ko) | 2015-12-18 | 2018-08-28 | 헤래우스 크바르츠글라스 게엠베하 ＆ 컴파니 케이지 | 상승된 온도에서 탄소-도핑된 실리카 과립을 처리하여 실리카 과립의 알칼리 토금속 함량의 감소 |
| EP3390302B1 (de) | 2015-12-18 | 2023-09-20 | Heraeus Quarzglas GmbH & Co. KG | Herstellung eines quarzglaskörpers in einem schmelztiegel aus refraktärmetall |
| US11492282B2 (en) | 2015-12-18 | 2022-11-08 | Heraeus Quarzglas Gmbh & Co. Kg | Preparation of quartz glass bodies with dew point monitoring in the melting oven |
| KR20180095618A (ko) | 2015-12-18 | 2018-08-27 | 헤래우스 크바르츠글라스 게엠베하 ＆ 컴파니 케이지 | 다중-챔버 가열로에서 실리카 유리체의 제조 |
| KR20180095619A (ko) | 2015-12-18 | 2018-08-27 | 헤래우스 크바르츠글라스 게엠베하 ＆ 컴파니 케이지 | 실리카 유리 제조 동안 규소 함량의 증가 |
| WO2017122049A1 (en) * | 2016-01-15 | 2017-07-20 | Iį "Macrosorb.Lt" | Method of the compaction of nano-silica |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB800748A (en) * | 1955-04-08 | 1958-09-03 | Columbia Southern Chem Corp | Improvements in or relating to siliceous pigments |
| DE1467437A1 (de) * | 1965-03-08 | 1968-12-19 | Degussa | Verfahren zur Herstellung von zum Mattieren und Lacken und plastischen Massen geeigneten Kieselsaeuren |
| DE1667460B1 (de) * | 1967-10-12 | 1971-07-08 | Degussa | Verfahren zur herstellung stabiler dispersionen von pyrogen gewonnener kieselsaeure |
| JPS5163013A (ja) * | 1974-11-29 | 1976-06-01 | Tokico Ltd | Kyuyusochi |
| JPS55136179A (en) * | 1979-04-07 | 1980-10-23 | Kogyo Gijutsuin | Joint material for quartz glass refractories |
| NL188795C (nl) * | 1982-12-23 | 1992-10-01 | Suwa Seikosha Kk | Werkwijze voor het vervaardigen van een kwartsglas. |
| DE3406185A1 (de) * | 1984-02-21 | 1985-09-05 | Degussa Ag, 6000 Frankfurt | Verfahren zur herstellung von presslingen aus pyrogen hergestellten oxiden |
| GB8627735D0 (en) * | 1986-11-20 | 1986-12-17 | Tsl Group Plc | Vitreous silica |
| US5063179A (en) * | 1990-03-02 | 1991-11-05 | Cabot Corporation | Process for making non-porous micron-sized high purity silica |
| JP3170016B2 (ja) * | 1991-12-10 | 2001-05-28 | 新日鐵化学株式会社 | 高純度結晶質シリカの製造方法 |
| KR100229900B1 (ko) * | 1997-03-10 | 1999-11-15 | 윤종용 | 솔-젤법을 이용한 실리카 유리 단일체의 제조방법 |
| KR100229884B1 (ko) * | 1997-03-10 | 1999-11-15 | 윤종용 | 솔-젤법을 이용한 고순도 실리카 유리의 제조방법 |
-
1997
- 1997-10-02 KR KR1019970050968A patent/KR100230457B1/ko not_active IP Right Cessation
-
1998
- 1998-09-29 CN CN98120111A patent/CN1093090C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-30 JP JP10278074A patent/JP2971457B2/ja not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-30 GB GB9821106A patent/GB2329893B/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-09-30 CA CA002248492A patent/CA2248492C/en not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-01 FR FR9812304A patent/FR2769307B1/fr not_active Expired - Fee Related
- 1998-10-02 US US09/165,357 patent/US6127295A/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100472862B1 (ko) * | 1999-08-03 | 2005-03-07 | 데구사 아게 | 소결체 및 이의 제조방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CA2248492C (en) | 2002-05-21 |
| CN1213651A (zh) | 1999-04-14 |
| FR2769307B1 (fr) | 2003-10-17 |
| KR19990030657A (ko) | 1999-05-06 |
| KR100230457B1 (ko) | 1999-11-15 |
| GB2329893B (en) | 1999-11-03 |
| GB2329893A (en) | 1999-04-07 |
| JP2971457B2 (ja) | 1999-11-08 |
| GB9821106D0 (en) | 1998-11-18 |
| FR2769307A1 (fr) | 1999-04-09 |
| CN1093090C (zh) | 2002-10-23 |
| CA2248492A1 (en) | 1999-04-02 |
| US6127295A (en) | 2000-10-03 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP2971457B2 (ja) | シリカガラス組成物及びこれを使用したシリカガラスの製造方法 | |
| US5250096A (en) | Sol-gel method of making multicomponent glass | |
| RU2190575C2 (ru) | Способ получения кварцевого стекла высокой чистоты с применением золь-гелевого процесса (варианты) | |
| EP1700829A1 (en) | Process for the production of glass-monoliths by means of the sol-gel process | |
| JP3299950B2 (ja) | ゾル・ゲル工程を利用したシリカガラス形成用組成物 | |
| JP2923292B2 (ja) | シリカガラスの製造方法 | |
| US5938805A (en) | Silica glass monolith fabricating method using sol-gel process | |
| JP3406297B2 (ja) | ゾル・ゲル法を利用した高純度シリカガラスの製造方法 | |
| US20040172979A1 (en) | Manufacture of silica bodies using sol-gel techniques | |
| JP2938058B2 (ja) | シリカガラスの製造方法 | |
| EP1061050A1 (en) | Process for fabricating an article via sol-gel processing | |
| JP3126699B2 (ja) | シリカガラス組成物 | |
| KR100243327B1 (ko) | 졸-겔 공정용 실리카 글래스의 제조방법 | |
| KR100337703B1 (ko) | 졸-겔 공정용 실리카 글래스 조성물 | |
| KR100549422B1 (ko) | 졸-겔 공정용 실리카 글래스 조성물 및 이를 이용한 실리카 글래스의 제조방법 | |
| KR100248062B1 (ko) | 실리카 글래스 조성물 및 이를 이용한 실리카 글래스 제조방법 | |
| JP4268489B2 (ja) | 透明石英ガラス体の製造方法 | |
| KR100549423B1 (ko) | 졸-겔 공정용 실리카 글래스의 제조방법 | |
| KR19990034420A (ko) | 실리카 글래스 조성물 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 19990727 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |