KR100321997B1 - Manufacturing method of silica glass by extrusion process - Google Patents

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Abstract

본 발명에 따라 솔을 압출기 내에 충진하는 충진 과정과, 상기 충진된 솔에 열을 가하는 가열 과정과, 상기 가열 과정을 통하여 형성된 젤을 압출하는 압출 과정을 포함하는 압출 공정에 의한 실리카 글래스의 제조 방법에 있어서, 상기 압출기 내에 충진되는 솔은 발연 실리카를 탈이온수와 혼합하고 분산제를 섞어 분산시킨 후에 2개의 알콕사이드기를 가진 실리콘 알콕사이드를 염기성 촉매하에서 가수분해시킨 가수 분해물과 혼합하여 형성된다.According to the present invention, a silica glass is prepared by an extrusion process including a filling process of filling a brush in an extruder, a heating process of applying heat to the filled brush, and an extrusion process of extruding a gel formed through the heating process. In the extruder, a sol filled in the extruder is formed by mixing fumed silica with deionized water and dispersing with a dispersant, followed by mixing a silicon alkoxide having two alkoxide groups with a hydrolyzate hydrolyzed under a basic catalyst.

Description

압출 공정에 의한 실리카 글래스의 제조 방법{MANUFACTURING METHOD OF SILICA GLASS BY EXTRUSION PROCESS}Manufacturing method of silica glass by extrusion process {MANUFACTURING METHOD OF SILICA GLASS BY EXTRUSION PROCESS}

본 발명은 솔-젤 공정(sol-gel process)을 이용한 실리카 글래스(silica glass)의 제조 방법에 관한 것으로서, 특히 압출 공정(extrusion process)에 의한 실리카 글래스의 제조 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing silica glass using a sol-gel process, and more particularly to a method for producing silica glass by an extrusion process.

솔-젤 공정은 액상 공정으로서 제품의 조성을 자유롭게 조절할 수 있을 뿐만 아니라, 공정이 전반적으로 저온에서 이루어지므로 경제성이 매우 높다.The sol-gel process is a liquid phase process that not only freely controls the composition of the product, but also economically because the process is generally performed at low temperature.

또한, 솔-젤 공정은 출발 물질(starting material)에서부터 고순도의 물질을 사용함으로써 반도체용 포토마스크(photomask), 고순도의 실리카 글래스 등의 제조시 매우 유용한 공정이다. 솔-젤 공정에 의한 실리카 글래스 제조 방법은 크게 하기한 6 단계들로 이루어진다.In addition, the sol-gel process is a very useful process in the manufacture of photomask for semiconductor, high purity silica glass, etc. by using a high purity material from the starting material (starting material). Silica glass manufacturing method by the sol-gel process is largely composed of the following six steps.

제1 단계는 발연 실리카(fumed silica)를 탈이온수와 혼합하고, 분산제를 섞어 분산시킴으로써 균일한 솔을 만드는 과정이다.In the first step, fumed silica is mixed with deionized water and a dispersant is mixed to disperse to make a uniform sol.

상기 발연 실리카를 이용하는 방법은 존슨, 주니어(Johnson, Jr) 등에 의해 발명되어 특허허여된 미국특허번호 제4,419,115호(FABRICATION OF SINTERED HIGH-SILICA GLASSES)에 상세히 개시되어 있다.The method of using the fumed silica is disclosed in detail in FABRICATION OF SINTERED HIGH-SILICA GLASSES, invented and patented by Johnson, Jr., et al.

제2 단계는 상기 제1 단계에 의해 생성된 솔을 젤화시키는 과정이다. 상기 솔의 젤화 반응을 가속하는 젤화 촉진제가 첨가된다.The second step is to gel the brush produced by the first step. A gelling accelerator is added to accelerate the gelling reaction of the sol.

제3 단계는 상기 젤을 숙성시키는 과정이다.The third step is to mature the gel.

제4 단계는 상기 젤을 소정 건조 수단을 이용하여 건조시키는 과정이다.The fourth step is to dry the gel using a predetermined drying means.

제5 단계는 저온 열처리를 통해 상기 젤 내의 유기물, 알칼리 금속성 불순물및 수산화기(OH) 등을 제거하는 과정이다.The fifth step is a process of removing organic matter, alkali metallic impurities, hydroxyl group (OH), etc. in the gel through low temperature heat treatment.

제6 단계는 상기 유기물 처리 과정을 거친 젤을 소결시켜 유리화하여 고순도의 실리카 글래스를 생산하는 과정이다.The sixth step is a process of sintering and vitrifying the gel after the organic material treatment to produce a high purity silica glass.

상술한 바와 같은 실리카 글래스의 제조 방법은 그 공정 시간이 매우 길며, 연속적인 공정이 이루어지지 않는다는 단점을 가지고 있다. 클라센 등에 의해 발명되어 특허허여된 미국특허 제4,682,995호(METHOD FOR THE MANUFACTURE OF GLASS BODIES BY EXTRUSION)에서는 압출 공정을 이용하여, 연속 공정이 가능하고 공정 시간이 짧은 실리카 글래스의 제조 방법을 개시하였다. 그러나, 상기 압출 공정을 이용한 젤의 형성에 있어서, 솔의 실리카 파우더(powder)의 함량이 매우 중요하다.The method for producing silica glass as described above has a disadvantage in that the processing time is very long and continuous processing is not performed. US Patent No. 4,682,995, which was invented and patented by Klaassen et al., Discloses a method for producing silica glass that is capable of continuous processing and has a short process time using an extrusion process. However, in the formation of the gel using the extrusion process, the content of the silica powder of the sol is very important.

용매, 즉 물의 양이 상대적으로 적은 경우에 생성된 젤의 강도가 강한 반면에 분산능이 떨어지고 공기가 포획될 가능성이 크다는 어려움이 있다. 반면에, 상대적으로 물의 양이 많은 경우에 분산능이 좋아지고 공기 제거에 유리하지만, 생성된 젤의 강도가 약하고 건조시 수축이 커서 크랙(crack)이 발생할 가능성이 높고 정확한 형태를 유지하는 것이 어렵다는 문제점이 있다. 상기 미국특허 제4,682,995호에서 클라센은 플루오린 이온(fluorine ion)이 들어 있는 암모늄 플루오라이드(ammonium fluoride) 등을 이용하여 솔의 딕소트로픽(thixotropic)한 성질을 향상시킴으로써 실리카 입자의 함량을 증가시키고 강도를 향상시켰다.When the amount of the solvent, ie, the water, is relatively small, the strength of the gel produced is high while the dispersibility is low and air is more likely to be trapped. On the other hand, in the case of a relatively large amount of water, the dispersibility is good and it is advantageous to remove the air, but the strength of the gel produced is weak and the shrinkage during drying is likely to cause cracks and it is difficult to maintain an accurate shape There is this. In US Pat. No. 4,682,995, Klaassen uses an ammonium fluoride containing fluorine ions to improve the thixotropic properties of the sol, thereby increasing the content of silica particles. Improved strength.

그러나, 비록 실리카 입자의 함량을 증가시키고 강도를 향상시켰지만, 여전히 장대형의 젤을 만들기에는 여전히 강도가 약하다는 문제점이 있다. 또한, 많은 양의 플루오린이 사용되고, 제조하려는 튜브나 로드의 길이가 긴 경우에 그 조성이불균일해질 위험성이 크다는 문제점이 있었다.However, although the content of silica particles has been increased and the strength has been improved, there is still a problem in that the strength is still weak to make a long gel. In addition, when a large amount of fluorine is used, and the length of the tube or rod to be produced is long, there is a problem that the composition is a high risk of nonuniformity.

상기한 바와 같은 문제점을 해결하기 위하여 본 발명의 목적은 솔의 높은 분산능과, 젤의 우수한 건조 전 강도 및 건조 후 수축율 특성을 구현할 수 있는 압출 공정에 의한 실리카 글래스의 제조 방법을 제공함에 있다.In order to solve the above problems, an object of the present invention is to provide a method for producing silica glass by an extrusion process that can realize a high dispersibility of the brush, excellent pre-drying strength of the gel and shrinkage ratio after drying.

상기한 목적을 달성하기 위하여, 본 발명에 따라 솔을 압출기 내에 충진하는 충진 과정과, 상기 충진된 솔에 열을 가하는 가열 과정과, 상기 가열 과정을 통하여 형성된 젤을 압출하는 압출 과정을 포함하는 압출 공정에 의한 실리카 글래스의 제조 방법에 있어서,In order to achieve the above object, in accordance with the present invention, an extrusion process including a filling process for filling a brush in an extruder, a heating process for applying heat to the filled brush, and an extrusion process for extruding the gel formed through the heating process. In the method for producing silica glass by the step,

상기 압출기 내에 충진되는 솔은 발연 실리카를 탈이온수와 혼합하고 분산제를 섞어 분산시킨 후에 2개의 알콕사이드기를 가진 실리콘 알콕사이드(silicon alkoxide)를 염기성 촉매하에서 가수분해시킨 가수 분해물과 혼합하여 형성된다.The sol filled in the extruder is formed by mixing fumed silica with deionized water and mixing and dispersing the dispersant, followed by mixing the silicon alkoxide having two alkoxide groups with the hydrolyzate hydrolyzed under a basic catalyst.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 압출 공정에 의한 실리카 글래스의 제조 방법을 나타내는 흐름도,1 is a flow chart showing a method for producing silica glass by an extrusion process according to an embodiment of the present invention,

도 2는 도 1에 도시된 충진 및 가열 과정을 설명하기 위한 도면,2 is a view for explaining the filling and heating process shown in FIG.

도 3은 도 1에 도시된 압출 과정을 설명하기 위한 도면.3 is a view for explaining the extrusion process shown in FIG.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 압출 과정에 의해 형성된 젤을 나타내는 사시도,4 is a perspective view showing a gel formed by an extrusion process according to an embodiment of the present invention,

도 5는 오버자켓팅 튜브를 형성하기 위한 충진 및 가열 과정을 설명하기 위한 도면,5 is a view for explaining the filling and heating process for forming the over-jacketing tube,

도 6은 오버자켓팅 튜브를 형성하기 위한 압출 과정을 설명하기 위한 도면,6 is a view for explaining an extrusion process for forming the over-jacketing tube,

도 7은 오버자켓팅 튜브를 형성하기 위한 압출 과정에 의해 형성된 젤을 나타내는 사시도.7 is a perspective view of a gel formed by an extrusion process for forming an overjacketing tube.

이하에서는 첨부도면들을 참조하여 본 발명의 실시예를 상세히 설명하기로 한다. 본 발명을 설명함에 있어서, 관련된 공지기능, 혹은 구성에 대한 구체적인 설명은 본 발명의 요지를 모호하지 않게 하기 위하여 생략한다.Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described an embodiment of the present invention; In describing the present invention, detailed descriptions of related well-known functions or configurations are omitted in order not to obscure the subject matter of the present invention.

도 1은 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 압출 공정에 의한 실리카 글래스의 제조 방법을 나타내는 흐름도이다. 도시된 제조 방법은, 솔 형성 과정(110),가수 분해물 형성 과정(120), 혼합 과정(130), 충진 및 가열 과정(140), 압출 과정(150), 건조 과정(160), 저온 열처리 과정(170) 및 소결 과정(180)으로 이루어진다.1 is a flow chart showing a method for producing silica glass by an extrusion process according to an embodiment of the present invention. The illustrated manufacturing method is a brush forming process 110, hydrolyzate forming process 120, mixing process 130, filling and heating process 140, extrusion process 150, drying process 160, low temperature heat treatment process 170 and the sintering process 180.

상기 솔 형성 과정(110)은 발연 실리카(111) 및 분산제(113)를 탈이온수 (Deionized water, 112)에 혼합하여 솔을 형성하는 과정이다. 이 때, 상기 솔의 pH값은 11 이상이어야 한다. 이러한 필요조건을 만족시키기 위하여. 상기 분산제 (113)로는 유기염기(organic base)를 사용한다. 앞서, 본 발명의 기술적 과제로 솔의 높은 분산능을 들었고, 본 발명은 상기 솔의 pH 값을 조절하여 상기 솔의 분산능을 향상시키는 것이다. 통상적으로, 발연 실리카를 이용하여 실리카 글래스를 제조하는 경우에, 분산된 솔은 높은 pH 값을 가지게 된다. 즉, 실리카의 입자 표면의 전하를 이용하여 균일하게 분산된 솔을 얻게 된다. 이러한 솔은 같은 농도의 실리카를 함유할 때, pH 값이 높을수록 높은 분산능을 가지게 된다. 이러한 현상은 실리카 입자의 제타 포텐셜(zeta potential)값을 통하여서도 알 수 있다. 이에 반해, 10 이하의 낮은 pH 값에서는 분산능이 급격히 떨어지게 된다. 그러므로, 솔의 실리카 함유 농도가 약 50 wt%일 때, 공정상의 편이성과 결과물인 실리카 글래스에 직접적인 영향을 미치는 분산능을 감안한다면 강염기 물질인 25 wt%의 테트라메틸암모늄 하이드록사이드(tetramethylammonium hydroxide)를 이용한 분산이 필요하다.The sol forming process 110 is a process of forming a sol by mixing the fumed silica 111 and the dispersant 113 in deionized water (112). At this time, the pH value of the brush should be 11 or more. To satisfy these requirements. As the dispersant 113, an organic base is used. Prior to the technical problem of the present invention, the high dispersibility of the sole was heard, and the present invention is to improve the dispersibility of the sole by adjusting the pH value of the sole. Typically, in the case of making silica glass using fumed silica, the dispersed sol will have a high pH value. In other words, a uniformly dispersed sol is obtained using the charge on the particle surface of silica. When these soles contain the same concentration of silica, the higher the pH value, the higher the dispersibility. This phenomenon can also be seen through the zeta potential value of the silica particles. On the other hand, at low pH values of 10 or less, the dispersibility falls sharply. Therefore, when the concentration of silica in the sol is about 50 wt%, 25 wt% of tetramethylammonium hydroxide, a strong base material, is considered given the process convenience and dispersibility directly affecting the resulting silica glass. Dispersion using

상기 가수 분해물 형성 과정(120)은 2 개의 알콕사이드기를 가진 실리콘 알콕사이드(121)에 염기성 촉매(122)를 부가하여 가수 분해하는 과정이다. 상기 2 개의 알콕사이드기를 가진 실리콘 알콕사이드(121)는 대칭되는 위치에 2 개의 알콕사이드기를 가진 물질로서, 염기성 촉매 하에서도 침전물 생성 없이 균일한 상을 얻을 수 있고 가수 분해에 필요한 물의 양이 적으며, 그에 따라 가수 분해시 발생하는 알코올(alcohol)의 양도 줄어들어, 젤의 강도 향상은 물론 건조할 때 알코올의 급속 휘발에 의한 크랙 현상도 방지한다.The hydrolyzate formation process 120 is a process of hydrolysis by adding a basic catalyst 122 to the silicon alkoxide 121 having two alkoxide groups. The silicon alkoxide 121 having two alkoxide groups is a material having two alkoxide groups in a symmetrical position, and even under a basic catalyst, a uniform phase can be obtained without generating precipitates, and the amount of water required for hydrolysis is small. The amount of alcohol generated during hydrolysis is also reduced, which prevents cracking due to rapid volatilization of alcohol as well as improving the strength of the gel.

상기 2 개의 알콕사이드기를 가진 실리콘 알콕사이드(121)는 디에톡시디에틸실란(diethoxydiethylsilane) 또는 디에톡시디페닐실란(diethoxydiphenylsilane) 등을 사용한다. 본 발명은 상기 가수 분해물 형성 과정(120)에서 염기성 촉매를 사용한다. 상기 염기성 촉매(122)로는 암모니아수 등을 사용한다.As the silicon alkoxide 121 having the two alkoxide groups, diethoxydiethylsilane or diethoxydiphenylsilane may be used. The present invention uses a basic catalyst in the hydrolyzate formation process (120). As the basic catalyst 122, ammonia water or the like is used.

상기 혼합 과정(130)은 상기 솔 형성 과정(110)에서 생성된 솔에 상기 가수 분해물 형성 과정(120)에서 형성된 가수 분해물을 혼합하는 과정이다. 상기 솔은 2개의 알콕사이드기를 가진 실리콘 알콕사이드(121)의 가수 분해물이 혼합되어 있음으로 인하여, 망상 구조의 네트웍(network) 혹은 불규칙한 가지화(randomly branched polymer)가 방지되어 젤의 강도도 높아진다. 상기 혼합 과정(130)에서 형성된 솔에 젤화제(141)를 첨가할 수 있다. 상기 젤화제(141)는 솔이 젤화되는데 소요되는 시간을 단축한다. 상기 젤화제(141)로서는 메틸 락테이트(methyl lactate), 에틸 락테이트(ethyl lactate) 등을 사용할 수 있다. 또한, 진공 펌프(pump) 등을 이용하여 솔 내부에 함유된 기포를 제거할 수 있다.The mixing process 130 is a process of mixing the hydrolyzate formed in the hydrolyzate forming process 120 with the brush generated in the brush forming process 110. Since the sol is a mixture of the hydrolyzate of the silicon alkoxide 121 having two alkoxide groups, the network or randomly branched polymer of the network structure is prevented to increase the strength of the gel. The gelling agent 141 may be added to the brush formed in the mixing process 130. The gelling agent 141 shortens the time required for the gel to gel. As the gelling agent 141, methyl lactate, ethyl lactate, or the like can be used. In addition, a bubble contained in the sole may be removed by using a vacuum pump or the like.

상기 충진 및 가열 과정(140)은 압출기 내에 상기 솔을 채워넣고 가열하는 과정이다. 상기 젤화제를 투입함에 따라 상기 가열 과정에서 젤화를 수분 안에 이룰 수 있으며, 이에 따라 연속 공정에 유리하다.The filling and heating process 140 is a process of filling and heating the brush in the extruder. As the gelling agent is added, the gelation can be achieved in a few minutes in the heating process, which is advantageous for the continuous process.

도 2는 도 1에 도시된 충진 및 가열 과정(140)을 설명하기 위한 도면이다.2 is a view for explaining the filling and heating process 140 shown in FIG.

압출기는 솔의 저장 장소인 실린더 형태의 저장 용기(210), 상기 저장 용기(210)의 상단에 삽입된 착탈식 피스톤(220) 및 상기 저장 용기(210)의 하단에 삽입되는 착탈식 마개(230)로 구성된다. 상기 압출기에서 착탈식 피스톤(220)은 제거하고 상기 착탈식 마개(230)는 상기 저장 용기(210)에 삽입한다. 이후, 상기 저장 용기(210)에 도 1에 도시된 혼합 과정(130)에서 형성된 솔(240)을 상기 저장 용기(210)에 넣고, 상기 저장 용기(210)의 상단에 다시 피스톤(220)을 삽입한다. 상기 압출기의 가열 영역으로 열을 가하여 충진된 솔(240)을 젤화시킨다. 이때, 상기 가열 영역은 압출하고자 하는 젤의 길이보다 길어야 하며, 가열 온도는 물의 끓는점인 100℃ 이하로 하며, 가열 수단으로는 초고주파 공진기(microwave resonator), 전기 히터(heater) 등을 사용한다.The extruder is a storage container 210 of a cylindrical form, which is a storage place of a brush, a removable piston 220 inserted into an upper end of the storage container 210 and a removable stopper 230 inserted into a lower end of the storage container 210. It is composed. The removable piston 220 is removed from the extruder and the removable stopper 230 is inserted into the storage container 210. Subsequently, the brush 240 formed in the mixing process 130 shown in FIG. 1 in the storage container 210 is placed in the storage container 210, and the piston 220 is placed on the upper end of the storage container 210 again. Insert it. Heat is applied to the heating zone of the extruder to gel the filled brush 240. In this case, the heating zone should be longer than the length of the gel to be extruded, the heating temperature is 100 ℃ or less boiling point of water, and a microwave resonator (heater) or the like is used as a heating means.

이와 같은 가열에 의해, 상기 솔(240)은 내부에서 2개의 알콕사이드기를 가진 실리콘 알콕사이드의 가수 분해 및 응축에 의한 중합 반응이 빠르게 진행되어, 결국 높은 강도를 가지게 된다.By this heating, the sol 240 is a polymerization reaction by the hydrolysis and condensation of silicon alkoxide having two alkoxide groups in the inside proceeds quickly, and eventually has a high strength.

도 1에 도시된 압출 과정(150)은 상기 충진 및 가열 과정(140)에서 형성된 젤을 압출하는 과정이다.Extrusion process 150 shown in Figure 1 is a process of extruding the gel formed in the filling and heating process 140.

도 3은 도 1에 도시된 압출 과정(150)을 설명하기 위한 도면이다. 상기 충진 및 가열 과정(140)에 의해 압출기 내에 젤(250)이 형성되고 나면, 상기 압출기의 하단을 막고 있던 마개(230)를 제거하고 난 후 피스톤(220)을 하향으로 밀어 내린다. 그러면, 상기 압출기 내의 젤(250)은 상기 피스톤(220)에 의한 압력을 받아 상기 압출기 밖으로 빠져 나오게 된다.3 is a view for explaining the extrusion process 150 shown in FIG. After the gel 250 is formed in the extruder by the filling and heating process 140, the piston 220 is pushed downward after removing the stopper 230 blocking the lower end of the extruder. Then, the gel 250 in the extruder is forced out of the extruder under the pressure of the piston 220.

도 4는 본 발명의 바람직한 일실시예에 따른 압출 과정에 의해 형성된 젤을 나타내는 사시도이다. 상기 봉 형상의 젤(410)은 이후 광섬유 모재의 코아 부분을 구성하게 된다.Figure 4 is a perspective view showing a gel formed by the extrusion process according to an embodiment of the present invention. The rod-shaped gel 410 then constitutes a core portion of the optical fiber base material.

도 1에 도시된 건조 과정(160)은 상기 압출 과정(150)에서 형성된 젤을 항온항습 챔버(chamber) 등을 이용하여 건조시키는 과정이다.The drying process 160 shown in FIG. 1 is a process of drying the gel formed in the extrusion process 150 using a constant temperature and humidity chamber.

상기 저온 열처리 과정(170)은 상기 건조 과정(160)에서 형성된 젤을 염소, 헬륨, 수소, 산소 등의 가스를 공급하면서 열처리하여, 상기 젤 내의 잔류 수분 및 바인더(binder) 등의 유기물을 분해하고, 알칼리 금속성 불순물과 수산화기 등을 제거하는 공정이다. 상기 저온 열처리 과정은 상술한 바와 같이 젤 내의 불순물을 제거하는 공정이므로, 정제(purification) 공정이라 부르기도 한다.In the low temperature heat treatment process 170, the gel formed in the drying process 160 is heat treated while supplying gas such as chlorine, helium, hydrogen, oxygen, and the like to decompose organic matters such as residual moisture and binder in the gel. And alkali metal impurities and hydroxyl groups. The low temperature heat treatment process is a process of removing impurities in the gel as described above, and is also referred to as a purification process.

상기 소결 과정(180)은 상기 저온 열처리 과정(170)을 거친 젤을 고온에서 소결시켜 유리화함으로써, 최종적으로 얻고자 하는 고순도 실리카 글래스를 생산하는 과정이다. 상기 소결 과정(180)은 저온 열처리된 젤을 헬륨(He) 가스 분위기하의 소결로 내에서 상하로 이동하는 퍼니스(furnace)를 이용하여 1400 ℃ 정도까지 가열함으로써 이루어진다. 상기 소결 과정(180)을 마치게 되면, 비로소 고순도의 실리카 글래스를 얻게 된다.The sintering process 180 is a process of producing high purity silica glass to be finally obtained by sintering and vitrifying the gel after the low temperature heat treatment process 170 at a high temperature. The sintering process 180 is performed by heating the low-temperature heat-treated gel to about 1400 ℃ using a furnace (furnace) to move up and down in the sintering furnace in a helium (He) gas atmosphere. When the sintering process 180 is finished, high purity silica glass is obtained.

상술한 일실시예에서는 광섬유 모재의 코아를 형성하는 과정을 기술하였으나, 상기 광섬유 모재의 서브스트레이트 튜브(substrate tube)나 오버자켓팅 튜브(overjacketing tube)를 형성하는 과정을 이하 간략히 기술하기로 한다.In the above-described embodiment, the process of forming the core of the optical fiber base material has been described, but a process of forming a substrate tube or an overjacketing tube of the optical fiber base material will be briefly described below.

도 5는 오버자켓팅 튜브를 형성하기 위한 충진 및 가열 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도시된 압출기는 도 2에 도시된 압출기에서 마개(530)의 중앙부에 원형의 구멍이 형성되어 있으며, 상기 구멍으로 중심봉(540)이 삽입된 것을 제외하고는 도 2의 압출기와 동일한 구조를 가진다. 상기 중심봉(540)이 상기 압출기의 저장 용기(510) 내에 삽입되는 길이는 최소한 가열 영역의 길이보다 길어야 한다. 상기 압출기에서 착탈식 피스톤(520)은 제거하고 상기 착탈식 마개(530)는 상기 저장 용기(510)에 삽입한다. 이후, 상기 저장 용기(510)에 상기 혼합 과정에서 형성된 솔(550)을 상기 저장 용기(510)에 넣고, 상기 저장 용기(510)의 상단에 다시 상기 피스톤(520)을 삽입한다. 상기 압출기의 가열 영역으로 열을 공급하여 충진된 솔(550)을 젤화시킨다.5 is a view for explaining the filling and heating process for forming the over-jacketing tube. The extruder illustrated has a circular hole formed in the center of the stopper 530 in the extruder shown in FIG. 2, and has the same structure as the extruder of FIG. 2 except that the central rod 540 is inserted into the hole. The length at which the center rod 540 is inserted into the storage vessel 510 of the extruder should be at least longer than the length of the heating zone. The removable piston 520 is removed from the extruder and the removable stopper 530 is inserted into the storage container 510. Thereafter, the brush 550 formed in the mixing process in the storage container 510 is placed in the storage container 510, and the piston 520 is inserted again at the upper end of the storage container 510. The filled brush 550 is gelated by supplying heat to the heating zone of the extruder.

도 6은 오버자켓팅 튜브를 형성하기 위한 압출 과정을 설명하기 위한 도면이다. 도 5를 참조하여 설명하였던 충진 및 가열 과정에 의해 압출기 내에 젤(560)이 형성되고 나면, 상기 압출기의 하단을 막고 있던 마개(530)를 제거하고 난 후 피스톤(520)을 하향으로 밀어 내린다. 그러면, 상기 압출기 내의 젤(560)은 상기 피스톤(520)에 의한 압력을 받아 상기 압출기 밖으로 빠져 나오게 된다. 이 때, 상기 중심봉(540)은 상기 압출 과정이 끝날 때까지 초기 위치에서 조금도 움직이지 않는다.6 is a view for explaining an extrusion process for forming the over-jacketing tube. After the gel 560 is formed in the extruder by the filling and heating process described with reference to FIG. 5, the piston 520 is pushed downward after removing the stopper 530 blocking the lower end of the extruder. The gel 560 in the extruder then exits the extruder under pressure by the piston 520. At this time, the center rod 540 does not move at all in the initial position until the end of the extrusion process.

도 7은 오버자켓팅 튜브를 형성하기 위한 압출 과정에 의해 형성된 젤을 나타내는 사시도이다. 상기 튜브 형상의 젤(710)은 이후 모재의 클래드 부분을 구성하게 된다.7 is a perspective view illustrating a gel formed by an extrusion process for forming an overjacketing tube. The tubular gel 710 then constitutes a cladding portion of the base material.

상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 압출 공정에 의한 실리카 글래스의 제조 방법은 염기성 촉매하에서 가수분해시킨 2 개의 알콕사이드기를 가지는 실리콘 알콕사이드로 구성된 가수 분해물을 솔에 혼합함으로써 젤의 우수한 건조 전 강도 및 건조 후 수축율 특성을 구현한다는 이점이 있다.As described above, the method for producing silica glass by the extrusion process according to the present invention is excellent strength before drying and after drying of the gel by mixing a hydrolyzate composed of silicon alkoxide having two alkoxide groups hydrolyzed under basic catalyst to the sol. There is an advantage of implementing shrinkage characteristics.

더욱이, 본 발명에 따른 압출 공정에 의한 실리카 글래스의 제조 방법은 솔의 pH값을 11이상으로 유지함으로써, 상기 솔의 분산능을 향상시킨다는 이점이 있다.Furthermore, the method for producing silica glass by the extrusion process according to the present invention has the advantage of improving the dispersibility of the brush by maintaining the pH value of the brush at 11 or more.

Claims (5)

솔을 압출기 내에 충진하는 충진 과정과, 상기 충진된 솔에 열을 가하는 가열 과정과, 상기 가열 과정을 통하여 형성된 젤을 압출하는 압출 과정을 포함하는 압출 공정에 의한 실리카 글래스의 제조 방법에 있어서,In the manufacturing method of the silica glass by the extrusion process comprising a filling step of filling the brush in the extruder, a heating step of applying heat to the filled brush, and an extrusion step of extruding the gel formed through the heating step, 상기 압출기 내에 충진되는 솔은 발연 실리카를 탈이온수와 혼합하고 분산제를 섞어 분산시킨 후에 2개의 알콕사이드기를 가진 실리콘 알콕사이드를 염기성 촉매하에서 가수분해시킨 가수 분해물과 혼합하여 형성됨을 특징으로 하는 압출 공정에 의한 실리카 글래스의 제조 방법.The sol filled in the extruder is formed by mixing fumed silica with deionized water and dispersing with a dispersant, followed by mixing silicon alkoxide having two alkoxide groups with a hydrolyzate hydrolyzed under a basic catalyst. Method of making glass. 제1항에 있어서,The method of claim 1, 상기 솔의 pH값은 11 이상임을 특징으로 하는 압출 공정에 의한 실리카 글래스의 제조 방법.The pH value of the sol is a method of producing silica glass by an extrusion process, characterized in that 11 or more. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 분산제는 유기염기임을 특징으로 하는 압출 공정에 의한 실리카 글래스의 제조 방법.The dispersing agent is a method for producing silica glass by an extrusion process, characterized in that the organic base. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 2개의 알콕사이드기를 가지는 실리콘 알콕사이드로는 디에톡시디에틸실란 또는 디에톡시디페닐실란을 사용함을 특징으로 하는 압출 공정에 의한 실리카 글래스의 제조 방법.The silicon alkoxide having two alkoxide groups is a method for producing silica glass by an extrusion process, characterized in that diethoxydiethylsilane or diethoxydiphenylsilane. 제1항 또는 제2항에 있어서,The method according to claim 1 or 2, 상기 염기성 촉매로는 암모니아수 등을 사용함을 특징으로 하는 압출 공정에 의한 실리카 글래스의 제조 방법.The basic catalyst is a silica glass production method by an extrusion process, characterized in that the use of ammonia water.
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