JPS6086034A - 石英ガラスの製造方法 - Google Patents

石英ガラスの製造方法

Info

Publication number
JPS6086034A
JPS6086034A JP19483083A JP19483083A JPS6086034A JP S6086034 A JPS6086034 A JP S6086034A JP 19483083 A JP19483083 A JP 19483083A JP 19483083 A JP19483083 A JP 19483083A JP S6086034 A JPS6086034 A JP S6086034A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
quartz glass
sol
silica
fine powder
solution
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.)
Pending
Application number
JP19483083A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuhiko Takeuchi
哲彦 竹内
Sadao Kanbe
貞男 神戸
Motoyuki Toki
元幸 土岐
Satoru Miyashita
悟 宮下
Haruo Nagafune
長船 晴夫
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
Original Assignee
Seiko Epson Corp
Suwa Seikosha KK
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Seiko Epson Corp, Suwa Seikosha KK filed Critical Seiko Epson Corp
Priority to JP19483083A priority Critical patent/JPS6086034A/ja
Publication of JPS6086034A publication Critical patent/JPS6086034A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C1/00Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/006Ingredients 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)
  • Glass Compositions (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、石英ガラスの製造法に関り、さらに詳しくは
、アルキルシリケートおよび微粉末シリカを主原料とす
るゾル−ゲル法による低温での石英ガラスの製造法にお
いて、アルキルシリケートの加水分解溶液と、微粉末シ
リカの分散水溶液とを別々に調製した後、これらを混合
し、シリカゲルを作製、さらにこれを焼結する透明均質
な石英ガラスの製造法に関する。
まず石英ガラスの有用性について触れることにする、近
年、石英ガラスは、銅、ホウ素等の不純物濃度が0.l
ppm以下の高純度のものが製造されるようになったた
め、ゲルマニウム、シリコン。
その他の半導体の製造工程におけるルツボやボード、拡
散炉の炉心管などに幅広く用いられるようになり、また
理化学用ビーカー、光学測定用のセルとしてもよく使用
され、さらに水酸基含有量の少ないものおよび光学的均
一性に優れた高品質なものが開発され、各種の光学的用
途に使用され、特に光通信用の石英ガラスファイバーは
、注目されている。このように使用範囲の広い石英ガラ
スは、現在、一般に次に示す6通りの方法で製造されて
いる。
リ 天然水晶を洗浄しこれを溶融する方法2ン 高純度
810 t、’またはS i H4を原料として810
、を作る方°法 3)天然珪砂を溶融する方法 (泡を含む石英ガラスが
得られるン しかし、以上のいずれの製造方法を用いても、原料費が
、高価であることおよび高温での処理が必要であること
などのために、石英ガラスは、非常に高価なものとなっ
ている。
そこで石英ガラスの安価な製造法として、最近、特に注
目をあびているのが、ゾル−ゲル法による低温での石英
ガラスの製造法である。この方法を簡単に説明すると、
目的ガラス成分を含む金属アルコラード等を原料として
、ゾルを作製、これに熱処理等の操作を加えゲル化させ
、乾燥(収縮を伴う)、焼結しガラス化させるというも
のである、このゾル−ゲル法による石英ガラス製造法の
特徴としては、 1ン 水晶を原料として高温溶融法で製造する場合に比
べ低温で製造可能なため省エネルギー的である。
2)原料が精製容易なため高純度のガラスが得られる。
6)粘性の低い溶液を原料として用いるために、均質な
ガラスが得易い。
などがあげられる。このように利点が多いため、この方
法を利用する石英ガラスの製造に関する研究はさまざま
な所で幅広く行なわれている。
しかしながら、これまでに発表されている資料等による
と、前述のような利点はあるものの未解決の問題点が数
多く実用化にまで至っていないのが現状である。
このようなゾル−ゲル法の一手法として次の方法が考案
されている。すなわち、適当なアルキルシリケートei
(OR)4(Rは炭素数が1〜10のアルキル基)、適
当なアルコール溶液(含水)、塩酸、および微粉末シリ
カを混合、分散させシリカゾルとし、アンモニア水等に
よるpH値の調整、熱処理等を加えることによりシリカ
ゲルとする。
ここで得られた塊状のシリカゲルを炉に入れ所定のプロ
グラムで焼結を行ない石英ガラスとするものである。こ
の方法における問題点の1つとして、アルキルシリケー
ト°の加水分解溶液に微粉末シリカを添加する際匂粉末
に静電気が発生し、蒸発したアルコールに引火するおそ
れがあり、また加水分解溶液の粘性、が高いために超音
波照射などの処理をしても、その分散性がそれ程良くな
らず、ゾルが不均一となるため、これをゲル化、乾燥、
焼結して得る石英ガラスも均質なものが得られないとい
うことがある。そこで本発明の目的は、アルキルシリケ
ートの加水分解溶液中への微粉末−シリカの分散が良い
均一なゾルを作製することにより、均質な石英ガラスの
製造法を提供することである。このような条件を満たす
石英ガラスの製造法として次に示す方法を考案した。
すなわち、エチルシリケートの加水分解溶液と微粉末シ
リカ分散水溶液を別々に調製した後、これらを混合し、
均一なゾルとするものである。この操作を第1図に示す
。つまり、エチルシリケート、水、塩酸、およびアルコ
ール(有無どちらでも可)を混合攪拌し加水分解溶液と
調製する・・・■また、微粉末7リカと水を混合し、攪
拌、超音波等の操作を加え、分散水溶液を調製する・・
・■、ここで■と■を混合し、均一なゾルとするために
、攪拌、超音波、遠心分離、濾過などの操作を加える。
この後、pH値を調整することによりゲル化時間の制御
が可能である。これを容器に移し、ゲル化、乾燥し、得
られた乾燥ゲルを炉に入れ焼結し石英ガラスとする。以
上が本発明の概要でありこの方法を用いるとエチルシリ
ケートの加水分解溶液に比べ水は粘度がかなり低いので
微粉末シリカの分散が容易であるため、シリカ粒子が均
一に分散したゾルを作製することができる。したがって
、このゾルをゲル化、乾燥、焼結して得られる石英ガラ
スは非常に均質である。なお、微粉末シリカ分散水溶液
は微粉末シリカ分が30〜50wt%が適当であり、最
適なのは40vt%程度である。これは、低過ぎると溶
媒量が多くゲル化後の乾燥段階での収縮が大きく割れて
しまい、また高過ぎると水中に微粉末シリカを分散させ
るのが困難であり、均一な分散溶液とすることができな
いためである。
以下、実施例に従い本発明の内容をさらに詳細に説明す
る。
実施例 市販のエチルシリケート5i(OJ、)4264餌tと
0.02 N HO1108ml とを混合、攪拌し、
室温で加水分解を行なった。30分程で反応が終了し無
色透明な溶液となった。この溶液を■とする。他方、微
粉末シリカ分散水溶液として、表1に示すような、微粉
末シリカ(AEBos工L 0X50 D1gusθa
社ンと水の割合の異なる5種類の調製を行なった。これ
は、水中に徐々に攪拌しながら、微粉末シリカを添加し
、添加後2時間攪拌を継続、その後2時間超音波をかけ
たものである。このうち、(1)については、水の量が
少なく、とても分散溶液を作製できる状態ではなかった
(2)〜(5)に関しては、それぞれ分散のし易さとい
う点で差があるものの、かなり粘性の低い分散水溶液を
調製することができた。これらを総称して■とする。次
に■と■のそれぞれを混合した。この後、分散性を良く
するために、攪拌2時間、超音波を3時間かけ、さらに
遠心分離により、大粒子を除去し分散ゾルを調製した。
続いて、アンモニア水でpH値を4.5程度に調整し、
それぞれ容器(27X 22 X 10 cm 、ポリ
プロピレン!!! )に移し、蓋をし、密閉状態にて、
室温でゲル化させた。ゲル化後、収縮が始まった時点で
蓋を穴あきの乾燥速度のH節回能なものに取り替え、乾
燥機に入れ室温から60℃まで3℃/hr の昇温速度
で上げ、60℃で6日間の乾燥を行ない、乾燥ゲルを得
た。それぞれ大きさは、■+■(2)が19×15 X
 0.6 cm 、■+■(3)が1a5X14X0.
6cfn、■+■(4)は半分に割れ、■+■(5)は
、粉々に割れてしまった。これらの乾燥ゲルを焼結炉に
投入し、昇温速度180℃/hrで加熱焼結したところ
1230℃で透明な石英ガラスを得た。ここで、光学顕
微鏡で、これらの焼結体を観察したところ、(3)〜(
5)の分散水溶液を原料としたものは、透明均質であっ
たが、(2)の場合には、かなりの気泡等が観察された
。またそれぞれの諸物性分析の結果は、ビッカース硬度
・800 ”7’、1 、比重2.2.赤外吸収スペク
トル、近赤外吸収スペクトル、および屈折率など、それ
ぞれ溶融石英ガラスと一致した。
このようにして本発明により製造される石英ガラスは、
従来の方法(溶融法ンよりも、低コストでできる等の大
きな利点により、これまで石英ガラスを使用していた分
野では、もちろんのこと、品質的にも良好な石英ガラス
が容易に製造できるために、光学用途等、さらにその応
用が広範囲に広がってゆくものと考える。
表 1 微粉末シリカ分散水溶液 調製原料衣
【図面の簡単な説明】
第1図はエチルシリケートの加水分解溶液中への微粉末
シリカ分散溶液の作製方法を示したものである。 以 上 出願人 株式会社諏訪精工舎 代理人 弁理士 最上 務

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. アルキルシリケートおよび微粉末シリカを主原料として
    用いるゾル−ゲル法において、アルキルシリケートの加
    水分解溶液と、微粉末シリカの分散水溶液とを別々に調
    整した後、これらを混合す
JP19483083A 1983-10-18 1983-10-18 石英ガラスの製造方法 Pending JPS6086034A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19483083A JPS6086034A (ja) 1983-10-18 1983-10-18 石英ガラスの製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP19483083A JPS6086034A (ja) 1983-10-18 1983-10-18 石英ガラスの製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6086034A true JPS6086034A (ja) 1985-05-15

Family

ID=16330964

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP19483083A Pending JPS6086034A (ja) 1983-10-18 1983-10-18 石英ガラスの製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6086034A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62105936A (ja) * 1985-07-16 1987-05-16 Seiko Epson Corp 平板状石英ガラスの製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62105936A (ja) * 1985-07-16 1987-05-16 Seiko Epson Corp 平板状石英ガラスの製造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPS59131538A (ja) 石英ガラスの製造法
JPS6054928A (ja) 石英ガラスの製造方法
JPS6086034A (ja) 石英ガラスの製造方法
JPS6065735A (ja) 石英ガラスの製造方法
JPS6126524A (ja) 石英ガラスの製造方法
JPS6054929A (ja) 石英ガラスの製造法
JPS6086037A (ja) 石英ガラスの製造方法
JPS60108324A (ja) 石英ガラスの製造方法
JPS6140825A (ja) 石英ガラスの製造方法
JPS5992924A (ja) 石英ガラスの製造法
JPS60215532A (ja) 石英ガラスの製造方法
JPS643814B2 (ja)
JPS6144720A (ja) 石英ガラスの製造方法
JPS60171228A (ja) 石英ガラスの製造方法
JPS60215531A (ja) 石英ガラスの製造方法
JPS6086035A (ja) 石英ガラスの製造方法
JPS6158818A (ja) 石英ガラスの製造方法
JPH0264030A (ja) 塊状ガラスの製造方法
JPS5969434A (ja) 石英ガラスの製造法
JPS5978948A (ja) 石英ガラスの製造法
JPS6086036A (ja) 石英ガラスの製造方法
JPH0264031A (ja) 塊状ガラスの製造方法
JPS61236618A (ja) 石英ガラスの製造方法
JPS58190830A (ja) 塊状シリカガラスの低温合成
JPS6126525A (ja) 石英ガラスの製造方法