JPS61186227A - 石英ガラスの製造方法 - Google Patents
石英ガラスの製造方法Info
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- JPS61186227A JPS61186227A JP2600185A JP2600185A JPS61186227A JP S61186227 A JPS61186227 A JP S61186227A JP 2600185 A JP2600185 A JP 2600185A JP 2600185 A JP2600185 A JP 2600185A JP S61186227 A JPS61186227 A JP S61186227A
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- Japan
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- quartz glass
- gel
- alkyl silicate
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はゾル−ゲル法による石英ガラスの製造方法に関
する。
する。
従来からゾル−ゲル法による石英ガラスの製造方法が何
例か報告されているｏ（（１）針上、中釜らＪｏｎｒｎ
ａｌｌ ｏｆ Ｎｏｎ−０ｒｙａｔａｎｌｌｔｎａ
ＳｏＱ：ｄａ。
例か報告されているｏ（（１）針上、中釜らＪｏｎｒｎ
ａｌｌ ｏｆ Ｎｏｎ−０ｒｙａｔａｎｌｌｔｎａ
ＳｏＱ：ｄａ。
３７．１９１（１９８０）（２）ラビノービッヒらＪｏ
ｎｒｎａＱｏｆ Ｎｏｎ−０ｒｙｓｔａｎｎｉｎａ Ｂ
ｏｌｌｔｄａ、旦、４３５（１９ａ ２ ） （３）
土岐ら、特願昭５８−２３７５７７） なかでも土岐ら
の方法は超微粉末シリカをよく均一に分散させた金属ア
ルコキシド加水分解溶液のｐＨ値を３〜６に調整したゾ
ルを用いて得られる多孔性のドライゲルを焼結するとい
う構成を有しているため、他の２例では作製することの
困難な大きさの石英ガラス（例えば１５Ｃ７＋１Ｘ１５
Ｃｍ Ｘ ０．５ ｃｍ ）を歩留りよく作製でき、石
英ガラスの製造方法としては最もすぐれている。
ｎｒｎａＱｏｆ Ｎｏｎ−０ｒｙｓｔａｎｎｉｎａ Ｂ
ｏｌｌｔｄａ、旦、４３５（１９ａ ２ ） （３）
土岐ら、特願昭５８−２３７５７７） なかでも土岐ら
の方法は超微粉末シリカをよく均一に分散させた金属ア
ルコキシド加水分解溶液のｐＨ値を３〜６に調整したゾ
ルを用いて得られる多孔性のドライゲルを焼結するとい
う構成を有しているため、他の２例では作製することの
困難な大きさの石英ガラス（例えば１５Ｃ７＋１Ｘ１５
Ｃｍ Ｘ ０．５ ｃｍ ）を歩留りよく作製でき、石
英ガラスの製造方法としては最もすぐれている。
しかし、従来の土岐らの製造方法では、焼結して出来た
石英ガラス中に、金属イオン等の不純物、結晶、気泡、
不定形状の異物が含まれやすく、たとえばフォトマスク
用石英基板等の特に高品質を要求される用途に使用する
場合、品質的に問題があった。
石英ガラス中に、金属イオン等の不純物、結晶、気泡、
不定形状の異物が含まれやすく、たとえばフォトマスク
用石英基板等の特に高品質を要求される用途に使用する
場合、品質的に問題があった。
そこで、本発明は従来のこのような品質上の問題点を解
決するもので、その目的は、金属イオン等の不純物、結
晶、気泡、不定形状の異物のない均質で高品質な石英ガ
ラスを製造する方法を提供するところにある。
決するもので、その目的は、金属イオン等の不純物、結
晶、気泡、不定形状の異物のない均質で高品質な石英ガ
ラスを製造する方法を提供するところにある。
本発明の石英ガラスの製造方法は、アルキルシリケート
を、塩基性試薬で加水分解して得られるシリカ微粒子を
溶液中に含む第一の溶液と、アルキルシリケートを、酸
性試薬で加水分解して得られる第二の溶液とを、所定の
割合で混合して得られるゾル溶液を所定の容器に移し入
れゲル化させてウェットゲルを作る工程、前記ウェット
ゲルをｆ［してドライゲルを作る工程、前記ドライゲル
を焼結して透明ガラス体とする工程からなることを特徴
とする。
を、塩基性試薬で加水分解して得られるシリカ微粒子を
溶液中に含む第一の溶液と、アルキルシリケートを、酸
性試薬で加水分解して得られる第二の溶液とを、所定の
割合で混合して得られるゾル溶液を所定の容器に移し入
れゲル化させてウェットゲルを作る工程、前記ウェット
ゲルをｆ［してドライゲルを作る工程、前記ドライゲル
を焼結して透明ガラス体とする工程からなることを特徴
とする。
本発明の石英ガラスの製造方法は、原料として高純度な
液体原料を選べるので金属イオン等の不純物や、ゴミ、
チリ、その他の異物がなく、本質的に高品質な石英ガラ
スを作ることができるが、大きなサイズまで歩留りよく
経済的に作製するためには以下の条件を選ぶことが望ま
しい。
液体原料を選べるので金属イオン等の不純物や、ゴミ、
チリ、その他の異物がなく、本質的に高品質な石英ガラ
スを作ることができるが、大きなサイズまで歩留りよく
経済的に作製するためには以下の条件を選ぶことが望ま
しい。
１）第一の溶液中に含まれるシリカ微粒子の平均粒径が
００１〜１．０μｍの範囲にあること ２）第一の溶液中に含まれるシリカ微粒子の濃度が０．
０５ ｆ ／ ｍ１以上であること３）第一の溶液と第
二の溶液を、含まれるシリコンのモル比で２０：８０〜
８０ ： ２０の範囲の所定の割合で混合すること ４）ゾル溶液中の有効シリカ分の濃度が０．１０２／預
２以上であること ５）ゾル溶液のＰｉｌｌ値を３以上の所定の値に調整し
た後ゲル化させること ６）ウェットゲルの乾燥を１０％以下の開口率をもった
容器の中で行なうこと ７）ウェットゲルの乾燥を４０℃から昇温速度１２０℃
／ ｈｒ以下で５０〜１６０℃の範囲の所定の温度まで
昇温することによって行なうこと ８）ドライゲルを焼結して透明ガラス体とする工程が以
下の５つの工程からなること（１）脱吸着水処理をする
工程 （２）脱炭素処理をする工程 （３）脱水縮合反応をする工程 （４）閉孔化処理をする工程 （５）透明ガラス化処理をする工程 ９）脱吸着水処理を、昇温速度４００℃／ ｈｒ以下で
２０〜４００℃の範囲の所定の温度に昇温し、必要なら
その温度で１時間以上保持して行なうこと １０）脱炭素処理を、昇温速度６０〜４００℃／ ｈｒ
で４００〜９００℃の範囲内の所定の温度に昇温して行
なうこと １１）脱水縮合反応の促進処理を、昇温速度１〜４００
℃／ ｈｒで９００〜１３００℃の範囲内の所定の温度
に昇温し、必要ならそ°の温度で３０分以上保持して行
なうこと １２）閉孔化処理を、昇温速度６０〜４００℃／ ｈｒ
で９００〜１４００℃の範囲内の所定の温度に昇温し、
必要ならその温度で１時間以上保持して行なうこと １６）透明ガラス化処理を、１２００〜２０００℃の範
囲の所定の温度に昇温し、所定の時間その温度で保持し
て行なうこと このうち条件１）３）５）は、主に焼結工程で割れにく
い多孔性のドライゲルを作製するための条件であり、条
件２）４）は主に乾燥工程で割れにくイ組成のウェット
ゲルを作製するための条件であり、条件６）は歩留りよ
くドライゲルを作製するための乾燥条件であり、条件７
） ｓ） ９） １０）１１） １２） １
３）は歩留りよく透明ガラス体を作製するための焼結条
件である。
００１〜１．０μｍの範囲にあること ２）第一の溶液中に含まれるシリカ微粒子の濃度が０．
０５ ｆ ／ ｍ１以上であること３）第一の溶液と第
二の溶液を、含まれるシリコンのモル比で２０：８０〜
８０ ： ２０の範囲の所定の割合で混合すること ４）ゾル溶液中の有効シリカ分の濃度が０．１０２／預
２以上であること ５）ゾル溶液のＰｉｌｌ値を３以上の所定の値に調整し
た後ゲル化させること ６）ウェットゲルの乾燥を１０％以下の開口率をもった
容器の中で行なうこと ７）ウェットゲルの乾燥を４０℃から昇温速度１２０℃
／ ｈｒ以下で５０〜１６０℃の範囲の所定の温度まで
昇温することによって行なうこと ８）ドライゲルを焼結して透明ガラス体とする工程が以
下の５つの工程からなること（１）脱吸着水処理をする
工程 （２）脱炭素処理をする工程 （３）脱水縮合反応をする工程 （４）閉孔化処理をする工程 （５）透明ガラス化処理をする工程 ９）脱吸着水処理を、昇温速度４００℃／ ｈｒ以下で
２０〜４００℃の範囲の所定の温度に昇温し、必要なら
その温度で１時間以上保持して行なうこと １０）脱炭素処理を、昇温速度６０〜４００℃／ ｈｒ
で４００〜９００℃の範囲内の所定の温度に昇温して行
なうこと １１）脱水縮合反応の促進処理を、昇温速度１〜４００
℃／ ｈｒで９００〜１３００℃の範囲内の所定の温度
に昇温し、必要ならそ°の温度で３０分以上保持して行
なうこと １２）閉孔化処理を、昇温速度６０〜４００℃／ ｈｒ
で９００〜１４００℃の範囲内の所定の温度に昇温し、
必要ならその温度で１時間以上保持して行なうこと １６）透明ガラス化処理を、１２００〜２０００℃の範
囲の所定の温度に昇温し、所定の時間その温度で保持し
て行なうこと このうち条件１）３）５）は、主に焼結工程で割れにく
い多孔性のドライゲルを作製するための条件であり、条
件２）４）は主に乾燥工程で割れにくイ組成のウェット
ゲルを作製するための条件であり、条件６）は歩留りよ
くドライゲルを作製するための乾燥条件であり、条件７
） ｓ） ９） １０）１１） １２） １
３）は歩留りよく透明ガラス体を作製するための焼結条
件である。
以上の方法を用いることによって従来のものより、金属
イオン等の不純物、結晶、気泡、不定形状の異物が極め
て少ない高品質の石英ガラスが作製できるが、以下の条
件を選ぶとさらに気泡、不定形状の異物を減らすことが
できる。
イオン等の不純物、結晶、気泡、不定形状の異物が極め
て少ない高品質の石英ガラスが作製できるが、以下の条
件を選ぶとさらに気泡、不定形状の異物を減らすことが
できる。
１４）閉孔化処理を以下の３つの方法のうちいずれかの
方法を用いて行なうこと （１） Ｈｅ雰囲気中で閉孔化する （２）減圧下で閉孔化する （３）Ｈｅ雰囲気にした後減圧にして閉孔化する この条件は、閉孔の内部をＨｅで満たすか、あるいは減
圧にし、透明ガラス化する時に生成しやすかった主に１
μｍ以下の微小な気泡や異物に含まれる空間を消滅させ
るための条件であり、この方法を用いることによって、
例えばフォトマスク用石英基板等の特に高品質を要求さ
れる用達に用いられる極めて高品質な石英ガラスを容易
に作製することができる。
方法を用いて行なうこと （１） Ｈｅ雰囲気中で閉孔化する （２）減圧下で閉孔化する （３）Ｈｅ雰囲気にした後減圧にして閉孔化する この条件は、閉孔の内部をＨｅで満たすか、あるいは減
圧にし、透明ガラス化する時に生成しやすかった主に１
μｍ以下の微小な気泡や異物に含まれる空間を消滅させ
るための条件であり、この方法を用いることによって、
例えばフォトマスク用石英基板等の特に高品質を要求さ
れる用達に用いられる極めて高品質な石英ガラスを容易
に作製することができる。
またこうして作製できる極めて高品質な石英ガラスを以
下の方法を併用することによってさらに安定して歩留ま
り良く製造することができる。
下の方法を併用することによってさらに安定して歩留ま
り良く製造することができる。
１）第一の溶液と第二の溶液の原料は高純度のものを使
用し、蒸留、ｆ過等によって微小なゴミ、異物を除いて
おくこと ２）ゾル溶液を所定の容器に移し入れるまでの操作をク
ラス３０００以下、望ましくはクラス１００以下のクリ
ーンな環境で行なうこと３）第一の溶液に５０〜１００
００Ｇの遠心力をかけた後、そのうわずみ液を用いて第
二の溶液と混合すること ４）第一の溶液を５０μｍより細かいフィルターを用い
て１回以上沢過した後、第二の溶液と混合すること ５）第二の溶液を５０μ青より細かいフィルターを用い
て１回以上沢過した後、第一の溶液と混合すること ６）ゾル溶液を５０μｍより細かいフィルターを用いて
１回以上ｆ過すること ７）ゾル溶液をゲル化までの工程の中で少なくとも一度
、減圧処理を行なうこと ８）ゾル溶液を所定の容器に移し入れ、５０〜５００Ｇ
の遠心力をかけながらゲル化させること ９）閉孔化処理を行なう前に脱ＯＨ基処理をする工程と
脱塩素処理、あるいは脱フツ素処理を行なう工程をもっ
ていること 〔実施例１〕 ■ 第一の溶液の作製 精製した市販のエチルシリケート７０４．８ ｆ 。
用し、蒸留、ｆ過等によって微小なゴミ、異物を除いて
おくこと ２）ゾル溶液を所定の容器に移し入れるまでの操作をク
ラス３０００以下、望ましくはクラス１００以下のクリ
ーンな環境で行なうこと３）第一の溶液に５０〜１００
００Ｇの遠心力をかけた後、そのうわずみ液を用いて第
二の溶液と混合すること ４）第一の溶液を５０μｍより細かいフィルターを用い
て１回以上沢過した後、第二の溶液と混合すること ５）第二の溶液を５０μ青より細かいフィルターを用い
て１回以上沢過した後、第一の溶液と混合すること ６）ゾル溶液を５０μｍより細かいフィルターを用いて
１回以上ｆ過すること ７）ゾル溶液をゲル化までの工程の中で少なくとも一度
、減圧処理を行なうこと ８）ゾル溶液を所定の容器に移し入れ、５０〜５００Ｇ
の遠心力をかけながらゲル化させること ９）閉孔化処理を行なう前に脱ＯＨ基処理をする工程と
脱塩素処理、あるいは脱フツ素処理を行なう工程をもっ
ていること 〔実施例１〕 ■ 第一の溶液の作製 精製した市販のエチルシリケート７０４．８ ｆ 。
無水エタノール３７６６ ｍｎ 、アンモニア水（２９
％） ２２５．９ ｍｆｌ、 、水２４３．８ ｒを混
合し、２時間激しく攪拌した後、冷暗所にて一晩静置し
シリカ微粒子を成長させた。この溶液を減圧濃縮して５
６０ ｍｎとした後、２規定の塩酸を用いてｐＨ値を４
５に調整し第一の溶液を作製した。この溶液には０１４
μｍの平均粒径をもつシリカ微粒子が２０５．９ ｆ含
まれている。（シリカ微粒子濃度約０ろ３ ｆ／ ／
ｒｎＱ 、計算値）■ 第二の溶液の作製 精製した市販のエチルシリケート５７６．６ ｆに００
２規定の塩酸１９９．５ ｆを加え、激しく攪拌して加
水分解し、第二の溶液を作製した。
％） ２２５．９ ｍｆｌ、 、水２４３．８ ｒを混
合し、２時間激しく攪拌した後、冷暗所にて一晩静置し
シリカ微粒子を成長させた。この溶液を減圧濃縮して５
６０ ｍｎとした後、２規定の塩酸を用いてｐＨ値を４
５に調整し第一の溶液を作製した。この溶液には０１４
μｍの平均粒径をもつシリカ微粒子が２０５．９ ｆ含
まれている。（シリカ微粒子濃度約０ろ３ ｆ／ ／
ｒｎＱ 、計算値）■ 第二の溶液の作製 精製した市販のエチルシリケート５７６．６ ｆに００
２規定の塩酸１９９．５ ｆを加え、激しく攪拌して加
水分解し、第二の溶液を作製した。
■ ゾル溶液の作製とゲル化
第−の溶液と第二の溶液を混合し、その後０２規定のア
ンモニア水と水を用いてＰＨ値を４．７に調整し、かつ
体積を１６００ｍλに調整し、ゾル溶液を作製した。（
有効シリカ濃度０．２５１ ？／１ｎＩｔ）このゾル溶
液をポリプロピレン製の容器（幅４００謡Ｘ４００１Ｂ
Ｘ高さ１００ｍ）に移し入れ、フタをして密閉したＯｐ
Ｈ調整してから４５分後にゲル化が起こり、ウェットゲ
ルが得られた。
ンモニア水と水を用いてＰＨ値を４．７に調整し、かつ
体積を１６００ｍλに調整し、ゾル溶液を作製した。（
有効シリカ濃度０．２５１ ？／１ｎＩｔ）このゾル溶
液をポリプロピレン製の容器（幅４００謡Ｘ４００１Ｂ
Ｘ高さ１００ｍ）に移し入れ、フタをして密閉したＯｐ
Ｈ調整してから４５分後にゲル化が起こり、ウェットゲ
ルが得られた。
■乾燥
同様な方法で作製したウェットゲルを密閉状態のままで
２日間熟成し、その後０４％の開口率をもったフタにと
りかえ６０ ’０で乾燥させたところ１４日間で、室温
に放置しても割れない安定なドライゲルが歩留り９０％
で、９コ得られた。
２日間熟成し、その後０４％の開口率をもったフタにと
りかえ６０ ’０で乾燥させたところ１４日間で、室温
に放置しても割れない安定なドライゲルが歩留り９０％
で、９コ得られた。
■焼結
次にこの９コのドライゲルを焼結沢に入れ昇温速度３０
℃／ Ｈｒで３０ ’Ｏがら２００ ’０まで加熱し、
この温度で５時間保持し、つづいて２００ ”０から３
００℃まで昇温速度！Ｉ Ｏ’Ｏ／ ｈ ｒで加熱し、
この温度で５時間保持して脱吸着水を行なった。
℃／ Ｈｒで３０ ’Ｏがら２００ ’０まで加熱し、
この温度で５時間保持し、つづいて２００ ”０から３
００℃まで昇温速度！Ｉ Ｏ’Ｏ／ ｈ ｒで加熱し、
この温度で５時間保持して脱吸着水を行なった。
つづいて昇流速度３０℃／ ｈ ｒで３００ ’Ｏがら
１０５０℃まで加熱し、この温度で３０分間保持して脱
炭素、脱塩化アンモニウム処理、脱水縮合反応の促進処
理を行なった。
１０５０℃まで加熱し、この温度で３０分間保持して脱
炭素、脱塩化アンモニウム処理、脱水縮合反応の促進処
理を行なった。
つづいて昇温速度３０℃／ ｈｒで１２５０ ’０まで
加熱し、この温度で３０分保持して閉孔化処理を行ない
、その後昇温速度６０ Ｙ） ／ ｈ ｒで１４００℃
まで加熱し、この温度で１時間保持すると無孔化し、透
明な石英ガラスが歩留り１００％で９コ得られた。
加熱し、この温度で３０分保持して閉孔化処理を行ない
、その後昇温速度６０ Ｙ） ／ ｈ ｒで１４００℃
まで加熱し、この温度で１時間保持すると無孔化し、透
明な石英ガラスが歩留り１００％で９コ得られた。
この石英ガラスの両面を研磨して輻ｉａｃｍｘ１８ＣＴ
ｎ×厚み２鯖の石英ガラス板が得られた〇また、第二の
溶液を作製する時に、アルキルシリケートに対して２０
％以上のアルコールを加えてから加水分解を行なうと反
応がより均一に進み、得られる第二の溶液、ひいてはゾ
ル溶液の粘度も下がり操作性が良くなった。ただしこの
方法では得られる透明ガラスが少し小なくなるのでコス
トとのかねあいで決められる。
ｎ×厚み２鯖の石英ガラス板が得られた〇また、第二の
溶液を作製する時に、アルキルシリケートに対して２０
％以上のアルコールを加えてから加水分解を行なうと反
応がより均一に進み、得られる第二の溶液、ひいてはゾ
ル溶液の粘度も下がり操作性が良くなった。ただしこの
方法では得られる透明ガラスが少し小なくなるのでコス
トとのかねあいで決められる。
〔実施例２〕
実施例１と同じサイズの石英ガラスを歩留りよく製造す
るための条件を探るために種々の実験を行ない第１表の
結果を得た。その結果以下の条件を選べばよいことがわ
かった。
るための条件を探るために種々の実験を行ない第１表の
結果を得た。その結果以下の条件を選べばよいことがわ
かった。
で行なった。
１）第一の溶液中に含まれるシリカ微粒子の平均粒径が
０．０１〜１０μｍの範囲にあること２）第一の溶液中
に含まれるシリカ微粒子の濃度が０．０５ ｔ ／ ｆ
ｎｆ１以上であること５）第一の溶液と第二の溶液を、
含まれるシリコンのモル比で２０：８０〜８０ ： ２
０の範囲の所定の割合で混合すること ４）ゾル溶液中の有効シリカ分の濃度が０１０ｆｆ ／
ｒｎ氾以上であること ５）ゾル溶液のｐＨ値を３以上の所定の値に調整した後
ゲル化させること ６）ウェットゲルの乾燥を１０％以下の開口率をもった
容器の中で行なうこと ７）ウェットゲルの乾燥を４０℃から昇温速度１２０℃
／ｈｒ以下で５０〜１６０℃の範囲の所定の湿度まで昇
渇することによって行なうこと ８） ドライゲルを焼結して透明ガラス体とする工程が
以下の５つの工程からなること （１）脱吸着水処理をする工程 （２）脱炭素処理をする工程 （３）脱水縮合反応をする工程 （４）閉孔化処理をする工程 （５）透明ガラス処理をする工程 ９）脱吸着水処理を、昇温速度４００℃／ ｈｒ以下で
２０〜４００℃の範囲の所定の温度に昇渇し、必要なら
その温度で１時間以上保持して行なうこと １０）脱炭素処理を、昇温速度３０〜４００℃／ｈｒで
４００〜９００℃の範囲内の所定の温度に昇温して行な
うこと １１）脱水縮合反応の促進処理を、昇温速度１〜４００
℃／ ｈｒで９００〜１３００℃の範囲内の所定の温度
に昇温し、必要ならその温度で５０分以上保持して行な
うこと １２）閉孔化処理を、昇温速度６０〜４００℃／ｈｒで
９００〜１４００℃の範囲内の所定の温度に昇温し、必
要ならその温度で１時間以上保持して行なうこと １３）透明ガラス化処理を、１２００〜２０００℃の範
囲の所定の温度に昇温し、所定の時間その温度で保持し
て行なうこと 〔実施例３〕 極めて高品質な石英ガラスを得るための条件を探るため
に種々の実験を行ない第２表の結果を得た。その結果以
下の条件企、経済性とのかねあいで選べばよいことがわ
かった。
０．０１〜１０μｍの範囲にあること２）第一の溶液中
に含まれるシリカ微粒子の濃度が０．０５ ｔ ／ ｆ
ｎｆ１以上であること５）第一の溶液と第二の溶液を、
含まれるシリコンのモル比で２０：８０〜８０ ： ２
０の範囲の所定の割合で混合すること ４）ゾル溶液中の有効シリカ分の濃度が０１０ｆｆ ／
ｒｎ氾以上であること ５）ゾル溶液のｐＨ値を３以上の所定の値に調整した後
ゲル化させること ６）ウェットゲルの乾燥を１０％以下の開口率をもった
容器の中で行なうこと ７）ウェットゲルの乾燥を４０℃から昇温速度１２０℃
／ｈｒ以下で５０〜１６０℃の範囲の所定の湿度まで昇
渇することによって行なうこと ８） ドライゲルを焼結して透明ガラス体とする工程が
以下の５つの工程からなること （１）脱吸着水処理をする工程 （２）脱炭素処理をする工程 （３）脱水縮合反応をする工程 （４）閉孔化処理をする工程 （５）透明ガラス処理をする工程 ９）脱吸着水処理を、昇温速度４００℃／ ｈｒ以下で
２０〜４００℃の範囲の所定の温度に昇渇し、必要なら
その温度で１時間以上保持して行なうこと １０）脱炭素処理を、昇温速度３０〜４００℃／ｈｒで
４００〜９００℃の範囲内の所定の温度に昇温して行な
うこと １１）脱水縮合反応の促進処理を、昇温速度１〜４００
℃／ ｈｒで９００〜１３００℃の範囲内の所定の温度
に昇温し、必要ならその温度で５０分以上保持して行な
うこと １２）閉孔化処理を、昇温速度６０〜４００℃／ｈｒで
９００〜１４００℃の範囲内の所定の温度に昇温し、必
要ならその温度で１時間以上保持して行なうこと １３）透明ガラス化処理を、１２００〜２０００℃の範
囲の所定の温度に昇温し、所定の時間その温度で保持し
て行なうこと 〔実施例３〕 極めて高品質な石英ガラスを得るための条件を探るため
に種々の実験を行ない第２表の結果を得た。その結果以
下の条件企、経済性とのかねあいで選べばよいことがわ
かった。
＊１ １０００Ｇ １時間 ○処理 ×未処理＊２
最終フィルターのボア径（メンプランタイブ＊３ ５０
ｗＫｐ ２分 ○処理 ×未処理＊４ ２００Ｇ
約４５分 ○処理 ×未処理＊５１インチ平方中の異物
の数 ○（０〜１）＊６ 集光ランプの光を照射し、そ
の散乱の様子を◎なんにもみえない ○はとんどみえな
い×もやもやしている ＊７ Ａ極上品 Ｂ極めて高品質 Ｃ高品質＊８
塩素処理、脱塩素処理後閉孔化 第 ２ 表 α′７） ） ×は未処理 △（１〜１０） ｘ（＞１ｏ） 肉眼で評価した △ちらちらとみえる Ｄ普通 １）閉孔化処理を以下の３つの方法のうちいずれかの方
法を用いて行なうこと （１）Ｈｅ雰囲気中で閉孔化する （２）減圧下で閉孔化する （３）Ｈｅ雰囲気にした後減圧にして閉孔化する ２）第一の溶液と第二の溶液の原料は高純度のものを使
用し、蒸留、ｆ過によって微小なゴミ、異物を除いてお
くこと ３）ゾル溶液を所定の容器に移し入れるまでの操作をク
ラス３０００以下、望ましくはクラス１００以下のクリ
ーンな環境で行なうこと４）第一の溶液に５０〜１００
００Ｇの遠心力をかけた後、そのうわずみ液を用いて第
二の溶液と混合すること ５）第一の溶液を５０μｍより細かいフィルターを用い
て１回以上濾過した後、第二の溶液と混合すること ６）第二の溶液を５０μｍよ１り細かいフィルターを用
いて１回以上濾過した後、第一の溶液と混合すること ７）ゾル溶液を５０μｍより細かいフィルターを用いて
１回以上濾過すること ８）ゾル溶液をゲル化までの工程の中で少なくとも一度
、減圧処理を行なうこと ９）ゾル溶液を所定の容器に移し入れ、５０〜５ＧＯＧ
の遠心力をかけながらゲル化させること １０）閉孔化処理を行なう前に脱ＯＨ基処理をする工ば
と脱塩素処理、あるいは脱フツ素処理を＊＊ 行なう工程 もっていること 本実施例では細かい実験条件を記載しなかったが、実施
例１と同様な方法を用いた。なお焼結工程のうち脱ＯＨ
基処理をする工程と、脱塩素処理、あるいは脱フツ素処
理を行なう工程については以下の様に行なった。
最終フィルターのボア径（メンプランタイブ＊３ ５０
ｗＫｐ ２分 ○処理 ×未処理＊４ ２００Ｇ
約４５分 ○処理 ×未処理＊５１インチ平方中の異物
の数 ○（０〜１）＊６ 集光ランプの光を照射し、そ
の散乱の様子を◎なんにもみえない ○はとんどみえな
い×もやもやしている ＊７ Ａ極上品 Ｂ極めて高品質 Ｃ高品質＊８
塩素処理、脱塩素処理後閉孔化 第 ２ 表 α′７） ） ×は未処理 △（１〜１０） ｘ（＞１ｏ） 肉眼で評価した △ちらちらとみえる Ｄ普通 １）閉孔化処理を以下の３つの方法のうちいずれかの方
法を用いて行なうこと （１）Ｈｅ雰囲気中で閉孔化する （２）減圧下で閉孔化する （３）Ｈｅ雰囲気にした後減圧にして閉孔化する ２）第一の溶液と第二の溶液の原料は高純度のものを使
用し、蒸留、ｆ過によって微小なゴミ、異物を除いてお
くこと ３）ゾル溶液を所定の容器に移し入れるまでの操作をク
ラス３０００以下、望ましくはクラス１００以下のクリ
ーンな環境で行なうこと４）第一の溶液に５０〜１００
００Ｇの遠心力をかけた後、そのうわずみ液を用いて第
二の溶液と混合すること ５）第一の溶液を５０μｍより細かいフィルターを用い
て１回以上濾過した後、第二の溶液と混合すること ６）第二の溶液を５０μｍよ１り細かいフィルターを用
いて１回以上濾過した後、第一の溶液と混合すること ７）ゾル溶液を５０μｍより細かいフィルターを用いて
１回以上濾過すること ８）ゾル溶液をゲル化までの工程の中で少なくとも一度
、減圧処理を行なうこと ９）ゾル溶液を所定の容器に移し入れ、５０〜５ＧＯＧ
の遠心力をかけながらゲル化させること １０）閉孔化処理を行なう前に脱ＯＨ基処理をする工ば
と脱塩素処理、あるいは脱フツ素処理を＊＊ 行なう工程 もっていること 本実施例では細かい実験条件を記載しなかったが、実施
例１と同様な方法を用いた。なお焼結工程のうち脱ＯＨ
基処理をする工程と、脱塩素処理、あるいは脱フツ素処
理を行なう工程については以下の様に行なった。
等のドーパントを含んだ石英系ガラ□スにも応用される
のは明らかである。
のは明らかである。
以上述べたように本発明によれば、アルキルシリケート
を・塩基性試薬で加水分解して得られるシリカ微粒子を
溶液中に含む第一の溶液と、アルキルシリケートを、酸
性試薬で加水分解して得られる第二の溶液とを、所定の
割合で混合して得られる高純度なゾル溶液を所定の容器
に移し入れてゲル化させてウェットゲルを作り、該ウェ
ットゲルを乾燥して多孔性のドライゲルとした後焼結し
透明ガラスとするため、金属イオン等の不純物、 ゛
結晶、気泡、不定形状の異物の極めて少ない高品質の石
英ガラスが作製できるＯまた焼結工程において閉孔化処
理をＨｅ雰囲気で、あるいは減圧下で、あるいはＨｅ雰
囲気にした後減圧にしながら行なうことによって１μｍ
以下の微小な気泡や不定形状の異物をもほぼ完全に取り
除くことができ極めて高品質の石英ガラスが作製できる
。さらにゴミ、異物等の混入を防ぐ手段と、それらを取
り除く手段を併用することによって、上記の極めて高品
質の石英ガラスを安定して歩留りよく製造することがで
きる。
を・塩基性試薬で加水分解して得られるシリカ微粒子を
溶液中に含む第一の溶液と、アルキルシリケートを、酸
性試薬で加水分解して得られる第二の溶液とを、所定の
割合で混合して得られる高純度なゾル溶液を所定の容器
に移し入れてゲル化させてウェットゲルを作り、該ウェ
ットゲルを乾燥して多孔性のドライゲルとした後焼結し
透明ガラスとするため、金属イオン等の不純物、 ゛
結晶、気泡、不定形状の異物の極めて少ない高品質の石
英ガラスが作製できるＯまた焼結工程において閉孔化処
理をＨｅ雰囲気で、あるいは減圧下で、あるいはＨｅ雰
囲気にした後減圧にしながら行なうことによって１μｍ
以下の微小な気泡や不定形状の異物をもほぼ完全に取り
除くことができ極めて高品質の石英ガラスが作製できる
。さらにゴミ、異物等の混入を防ぐ手段と、それらを取
り除く手段を併用することによって、上記の極めて高品
質の石英ガラスを安定して歩留りよく製造することがで
きる。
、以 上
Claims (2)
- （１）アルキルシリケートを、塩基性試薬で加水分解し
て得られるシリカ微粒子を溶液中に含む第一の溶液と、
アルキルシリケートを、酸性試薬で加水分解して得られ
る第二の溶液とを、所定の割合で混合して得られるゾル
溶液を所定の容器に移し入れゲル化させてウェットゲル
を作る工程、前記ウェットゲルを乾燥してドライゲルを
作る工程、前記ドライゲルを焼結して透明ガラス体とす
る工程からなることを特徴とする石英ガラスの製造方法
。 - （２）特許請求の範囲第１項の焼結して透明ガラス体と
する工程において、閉孔化処理を以下の３つの方法のう
ちいずれかの方法を用いて行なうことを特徴とする特許
請求の範囲第１項記載の石英ガラスの製造方法。 １）Ｈｅ雰囲気中で閉孔化する ２）減圧下で閉孔化する ３）Ｈｅ雰囲気中にした後減圧にして閉孔化する
Priority Applications (8)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2600185A JPS61186227A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 石英ガラスの製造方法 |
| US06/826,527 US4622056A (en) | 1985-02-13 | 1986-02-06 | Method of preparing silica glass |
| FR868601762A FR2577211B1 (fr) | 1985-02-13 | 1986-02-10 | Procede de preparation de verre en silice |
| GB08603421A GB2170799B (en) | 1985-02-13 | 1986-02-12 | Method of preparing silica glass |
| DE19863604529 DE3604529A1 (de) | 1985-02-13 | 1986-02-13 | Verfahren zur herstellung von quarzglas |
| CA000501825A CA1269250A (en) | 1985-02-13 | 1986-02-13 | Method for preparing silica glass |
| SG605/90A SG60590G (en) | 1985-02-13 | 1990-07-19 | Method of preparing silica glass |
| HK288/91A HK28891A (en) | 1985-02-13 | 1991-04-18 | Method of preparing silica glass |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2600185A JPS61186227A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 石英ガラスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61186227A true JPS61186227A (ja) | 1986-08-19 |
Family
ID=12181471
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2600185A Pending JPS61186227A (ja) | 1985-02-13 | 1985-02-13 | 石英ガラスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61186227A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6487522A (en) * | 1987-09-30 | 1989-03-31 | Shinetsu Chemical Co | Production of quartz glass |
-
1985
- 1985-02-13 JP JP2600185A patent/JPS61186227A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6487522A (en) * | 1987-09-30 | 1989-03-31 | Shinetsu Chemical Co | Production of quartz glass |
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