JPH02248332A - シリカガラスの製造法 - Google Patents
シリカガラスの製造法Info
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- JPH02248332A JPH02248332A JP6997589A JP6997589A JPH02248332A JP H02248332 A JPH02248332 A JP H02248332A JP 6997589 A JP6997589 A JP 6997589A JP 6997589 A JP6997589 A JP 6997589A JP H02248332 A JPH02248332 A JP H02248332A
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- sol
- silica glass
- silica
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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
- C03C1/00—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
- C03C1/006—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels to produce glass through wet route
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (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。
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）
本発明は光学用、半導体工業用、電子工業用。
理化学用等に使用されるシリカガラスの製造法に関する
。
。
（従来の技術）
シリカガラスは耐熱性、耐食性および光学的性質に優れ
ていることから、半導体の製造に欠かせない重要な材料
であり、さらには光ファイバや■Ｃ製造用フォトマスク
基板、ＴＰＴ基板などに使用され、その用途はますます
拡大されている。
ていることから、半導体の製造に欠かせない重要な材料
であり、さらには光ファイバや■Ｃ製造用フォトマスク
基板、ＴＰＴ基板などに使用され、その用途はますます
拡大されている。
従来のシリカガラスの製造法には、天然石英を電気炉ま
たは酸水素炎により溶解する方法、あるいは四塩化ケイ
素を酸水素炎又はプラズマ炎中で高温酸化し溶解する方
法があるが、いずれの方法も製造工程に２０００℃ある
いはそれ以上の高温を必要とするため大量のエネルギー
を消費し、また製造時にそのような高温に耐える材料が
必要であり、また高純度のものが得に（いなど経済的品
質的にいくつかの問題点をもっている。
たは酸水素炎により溶解する方法、あるいは四塩化ケイ
素を酸水素炎又はプラズマ炎中で高温酸化し溶解する方
法があるが、いずれの方法も製造工程に２０００℃ある
いはそれ以上の高温を必要とするため大量のエネルギー
を消費し、また製造時にそのような高温に耐える材料が
必要であり、また高純度のものが得に（いなど経済的品
質的にいくつかの問題点をもっている。
これに対し、近年ゾル−ゲル法と呼ばれるシリカガラス
を低温で合成する方法が注目されている。
を低温で合成する方法が注目されている。
その概要を簡単に述べる。
一般式Ｓ ｉ （ＯＲ） ａ （Ｒ：アルキル基）で
表わされるシリコンアルコキシド（本発明に於いては、
その重縮合物を含む）１例えば（ＲＯ）ｓＳｉｉ（）
Ｓ ｉ （ＯＲ）ｔｌ−・ＯＳ ｉ （ＯＲ）３（ｎ
＝０〜８．Ｒ：アルキル基）に水（アルカリまたは酸で
ｐＨを調整してもよい）を加え、加水分解し、シリカヒ
ドロシル（本発明に於いてはシリカゾルという）とする
、この時、シリコンアルコキシドと水が均一な系となる
様、一般には溶媒として適当なアルコールが添加されて
いる。このシリカゾルを静置、昇温、ゲル化剤の添加等
によってゲル化させる。その後ゲルを蒸発乾燥すること
によりシリカ乾燥ゲルとする。この乾燥ゲルを適当な雰
囲気中で焼結することによりシリカガラスを得る。
表わされるシリコンアルコキシド（本発明に於いては、
その重縮合物を含む）１例えば（ＲＯ）ｓＳｉｉ（）
Ｓ ｉ （ＯＲ）ｔｌ−・ＯＳ ｉ （ＯＲ）３（ｎ
＝０〜８．Ｒ：アルキル基）に水（アルカリまたは酸で
ｐＨを調整してもよい）を加え、加水分解し、シリカヒ
ドロシル（本発明に於いてはシリカゾルという）とする
、この時、シリコンアルコキシドと水が均一な系となる
様、一般には溶媒として適当なアルコールが添加されて
いる。このシリカゾルを静置、昇温、ゲル化剤の添加等
によってゲル化させる。その後ゲルを蒸発乾燥すること
によりシリカ乾燥ゲルとする。この乾燥ゲルを適当な雰
囲気中で焼結することによりシリカガラスを得る。
（発明が解決しようとする課１２１）
しかし、ゾル−ゲル法によるシリカガラスの製造にはま
だ未解決の問題が残されている。特にゲルを乾燥してい
く過程でゲルにクランクや割れが発生し昌＜、クランク
や割れのないモノリシックな大形の乾燥ゲルを歩留り良
く製造することが困難となることである。
だ未解決の問題が残されている。特にゲルを乾燥してい
く過程でゲルにクランクや割れが発生し昌＜、クランク
や割れのないモノリシックな大形の乾燥ゲルを歩留り良
く製造することが困難となることである。
本発明はクランクや割れの発生することのないシリカガ
ラスの製造法を提供するものである。
ラスの製造法を提供するものである。
（課題を解決するための手段）
本発明は、ゾル−ゲル法によるシリカガラスの製造法に
於て、ゾル調製時に、ポリビニルイソブチルエーテルを
添加することを特徴とするものである。
於て、ゾル調製時に、ポリビニルイソブチルエーテルを
添加することを特徴とするものである。
本発明において、シリコンアルコキシドのアルキル基に
ついて、特に制限はないが、加水分解のし易さ、ゲル化
時間の点から、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基を有するシリコンアルコキシドを使用することが好
ましい、シリコンアルコキシドに水又は水とアルコール
の混合溶液を加えて加水分解してシリカゾルを生成させ
る際。
ついて、特に制限はないが、加水分解のし易さ、ゲル化
時間の点から、メチル基、エチル基、プロピル基、ブチ
ル基を有するシリコンアルコキシドを使用することが好
ましい、シリコンアルコキシドに水又は水とアルコール
の混合溶液を加えて加水分解してシリカゾルを生成させ
る際。
アルコール、又は水とアルコールの混合溶液にあらかじ
めポリビニルイソブチルエーテルを添加。
めポリビニルイソブチルエーテルを添加。
均一に溶解させておく。
ポリビニルイソブチルエーテルとしては、水と相溶性の
ある有機溶媒に溶解するものが望ましい。
ある有機溶媒に溶解するものが望ましい。
添加するポリビニルイソブチルエーテルの分子量は、ポ
リビニルイソブチルエーテルをアルコール、又は水とア
ルコールの混合溶液にあらかじめ添加、均一に溶解させ
ておく点等を考慮して選定される。
リビニルイソブチルエーテルをアルコール、又は水とア
ルコールの混合溶液にあらかじめ添加、均一に溶解させ
ておく点等を考慮して選定される。
添加するポリビニルイソブチルエーテルの量は用いるシ
リコンアルコキシドの種類等、及び加水分解速度によっ
て適宜調整する。
リコンアルコキシドの種類等、及び加水分解速度によっ
て適宜調整する。
水と共に加える触媒は、塩基、酸等特に制限しないが、
ゲル化時間、また得られる乾燥ゲルの焼結のし易すさの
点から塩基の方が好ましい結果が得られる。水と共に加
えるアルコールについては特に制限しないが、水、アル
コキシドの両者に対する溶解性の点より、メチルアルコ
ール、エチルアルコール、ｌ−プロピルアルコール、２
−プロピルアルコール等のアルコール類を使用するのが
好ましい。
ゲル化時間、また得られる乾燥ゲルの焼結のし易すさの
点から塩基の方が好ましい結果が得られる。水と共に加
えるアルコールについては特に制限しないが、水、アル
コキシドの両者に対する溶解性の点より、メチルアルコ
ール、エチルアルコール、ｌ−プロピルアルコール、２
−プロピルアルコール等のアルコール類を使用するのが
好ましい。
シリコンアルコキシド、溶媒、水及びポリビニルイソブ
チルエーテルは生成するゾルをできる限り均一なものと
するために、スターテなどを用いてよく混合する。また
超音波を照射してもよい。
チルエーテルは生成するゾルをできる限り均一なものと
するために、スターテなどを用いてよく混合する。また
超音波を照射してもよい。
ゾル調製時にシリカの微粒子を加えてもよい。
シリカガラスは、上記のようにして調製したシリカゾル
をシャーレ等の容器に移し、室温〜７０℃に保って、ゲ
ル化し１次いで室温以上の温度で数週間乾燥して、乾燥
ゲルとし、更に公知の方法例えば、空気中で１０００〜
１４００℃に昇温して焼結することにより得られる。
をシャーレ等の容器に移し、室温〜７０℃に保って、ゲ
ル化し１次いで室温以上の温度で数週間乾燥して、乾燥
ゲルとし、更に公知の方法例えば、空気中で１０００〜
１４００℃に昇温して焼結することにより得られる。
（作用）
ポリビニルイソブチルエーテルの添加効果の原因につい
ては、詳細は不明であるが、ゾル中でのシリカ微粒子の
生成の制御、ゲル中でのこれらのシリカ微粒子間の結合
、乾燥過程でゲル中に発生する応力の緩和等に寄与し、
ゲルの大形化が可能となったものと考えられる。
ては、詳細は不明であるが、ゾル中でのシリカ微粒子の
生成の制御、ゲル中でのこれらのシリカ微粒子間の結合
、乾燥過程でゲル中に発生する応力の緩和等に寄与し、
ゲルの大形化が可能となったものと考えられる。
実施例 １
３モルのメチルアルコールにポリビニルイソブチルエー
テルを７．６ｇ充分に溶解させた後、３モし ルの水とｏ、 ｏ ｏ ｏ ｓモルのコリンを混鈷、得
られた溶液を１モルのシリコンメトキシド（’５Ｌ（Ｏ
ＣＨｓ）ｔ）にゆっくりと加え、さらに充分混合しシリ
カゾルを得た。これをテフロンでコーティングした直径
１５０ｍｍのガラス製シャーレに入れ。
テルを７．６ｇ充分に溶解させた後、３モし ルの水とｏ、 ｏ ｏ ｏ ｓモルのコリンを混鈷、得
られた溶液を１モルのシリコンメトキシド（’５Ｌ（Ｏ
ＣＨｓ）ｔ）にゆっくりと加え、さらに充分混合しシリ
カゾルを得た。これをテフロンでコーティングした直径
１５０ｍｍのガラス製シャーレに入れ。
ア４レミ箔で密封し、室温でゲル化した。その後。
蓋に孔を開け、５０℃の恒温槽中で２週間乾燥し。
その後１２０℃の恒温槽に移して１日乾燥して。
直径約１２０ｍ−の乾燥ゲルを得た。こうして得られた
乾燥ゲルのかさ密度は約０．６ｇ／−であり。
乾燥ゲルのかさ密度は約０．６ｇ／−であり。
クラックや割れは全くなかった。
得られたゲルを空気中１２００℃まで加熱焼結したとこ
ろクラックや割れのない直径約８０ｍｍ、厚さ５−―の
透明なシリカガラスが得られた。このシリカガラスは分
析の結果、市販のシリカガラスと一致した。
ろクラックや割れのない直径約８０ｍｍ、厚さ５−―の
透明なシリカガラスが得られた。このシリカガラスは分
析の結果、市販のシリカガラスと一致した。
実施例 ２
ポリビニルイソブチルエーテル３．０ｇを３モルのメチ
ルアルコールに充分に溶解させた後、３モルの水、ｏ、
ｏｏｏｓモルのコリンとを混合した。
ルアルコールに充分に溶解させた後、３モルの水、ｏ、
ｏｏｏｓモルのコリンとを混合した。
以下実施例１と同様の操作を行って乾燥ゲルを得た。得
られた乾燥ゲルにはクランクや割れは全くなかった。
られた乾燥ゲルにはクランクや割れは全くなかった。
実施例 ３
ポリビニルイソブチルエーテル１５．２ ｇを３モルの
メチルアルコールに充分に溶解させた後、３モルの水、
０．０００５モルのコリンとを混合した。
メチルアルコールに充分に溶解させた後、３モルの水、
０．０００５モルのコリンとを混合した。
以下実施例１と同様の操作を行って乾燥ゲルを得た。得
られた乾燥ゲルにはクランクや割れは全くなかった。
られた乾燥ゲルにはクランクや割れは全くなかった。
実施例 ４
ポリビニルイソブチルエーテル１０．８ｇを３モルのメ
チルアルコールに充分に溶解させた後、３モルの水とｏ
、 ｏ ｏ ｏ ｓモルのコリンを混合した。
チルアルコールに充分に溶解させた後、３モルの水とｏ
、 ｏ ｏ ｏ ｓモルのコリンを混合した。
得られた溶液を１モルのシリコンメトキシドの重縮合物
（（ＣＨｚ Ｏ）ｓ Ｓｔ ・ （０−３ｉ （ＯＣ
Ｈｓ）ｚ）ｎ・ＯＳ ｉ （ＯＣＲ３）３１ にゆっくりと加え、さらに充分混合しシリカゾルを得た
。以下実施例１と同様の操作を行って乾燥ゲルを得た。
Ｈｓ）ｚ）ｎ・ＯＳ ｉ （ＯＣＲ３）３１ にゆっくりと加え、さらに充分混合しシリカゾルを得た
。以下実施例１と同様の操作を行って乾燥ゲルを得た。
得られた乾燥ゲルにはクランクや割れは全くなかった。
（発明の効果）
本発明によれば、クランクや割れのない大形のシリカガ
ラスをゾル−ゲル法により容易に製造可能となる。その
大きさは基本的には制約がなく。
ラスをゾル−ゲル法により容易に製造可能となる。その
大きさは基本的には制約がなく。
Claims (1)
- １、シリコンアルコキシドを加水分解してシリカゾルと
し、これをゲル化し、乾燥して乾燥ゲルとし、次いで焼
結するシリカガラスの製造法に於て、シリコンアルコキ
シドを加水分解してシリカゾルとする段階で、ポリビニ
ルイソブチルエーテルを添加することを特徴とするシリ
カガラスの製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6997589A JPH02248332A (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | シリカガラスの製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6997589A JPH02248332A (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | シリカガラスの製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02248332A true JPH02248332A (ja) | 1990-10-04 |
Family
ID=13418167
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6997589A Pending JPH02248332A (ja) | 1989-03-22 | 1989-03-22 | シリカガラスの製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02248332A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6294601B1 (en) | 1997-10-29 | 2001-09-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Silica glass composition |
-
1989
- 1989-03-22 JP JP6997589A patent/JPH02248332A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6294601B1 (en) | 1997-10-29 | 2001-09-25 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Silica glass composition |
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