JPH03279230A - 粉末状球形シリカガラスの製造方法 - Google Patents
粉末状球形シリカガラスの製造方法Info
- Publication number
- JPH03279230A JPH03279230A JP8163290A JP8163290A JPH03279230A JP H03279230 A JPH03279230 A JP H03279230A JP 8163290 A JP8163290 A JP 8163290A JP 8163290 A JP8163290 A JP 8163290A JP H03279230 A JPH03279230 A JP H03279230A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- surfactant
- gel
- spherical
- silica glass
- sol
- 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
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/10—Forming beads
- C03B19/1005—Forming solid beads
- C03B19/106—Forming solid beads by chemical vapour deposition; by liquid phase reaction
- C03B19/1065—Forming solid beads by chemical vapour deposition; by liquid phase reaction by liquid phase reactions, e.g. by means of a gel phase
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- 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、例えば半導体素子用封止材の充填剤（フィシ
）として使用される球状シリカガラスの製造方法に関す
る。更に詳しくはゾル・ゲル法により球状シリカガラス
の製造方法に関する。
）として使用される球状シリカガラスの製造方法に関す
る。更に詳しくはゾル・ゲル法により球状シリカガラス
の製造方法に関する。
（従来の技術）
従来、この種の球状シリカガラスの製造方法としては、
天然の珪石および水晶を粉砕し、これを再溶融して球状
化させて球状シリカガラスを製造する方法が知られてい
るが、シリカガラスの高純度化の要求に伴って、これに
代え５ｉＣ１４を０２−Ｈ２炎中で加水分解してガラス
粉末を作成し、これを温度１８００〜２０００℃で焼結
、粉砕し、再び０２−Ｈ２炎中で加熱球状化させてシリ
カガラスを製造する所謂気相法が採用されていた。
天然の珪石および水晶を粉砕し、これを再溶融して球状
化させて球状シリカガラスを製造する方法が知られてい
るが、シリカガラスの高純度化の要求に伴って、これに
代え５ｉＣ１４を０２−Ｈ２炎中で加水分解してガラス
粉末を作成し、これを温度１８００〜２０００℃で焼結
、粉砕し、再び０２−Ｈ２炎中で加熱球状化させてシリ
カガラスを製造する所謂気相法が採用されていた。
しかしながら、この気相法は、５ｉＣ１４の加水分解、
焼結、粉末の再溶融を温度１８００〜２０００℃の０２
−Ｈ２炎中で行うため、多量の熱エネルギーを必要とす
るばかりではなく、エネルギー費の製造コスト中に占め
る割合が著しく高くなって製品価格は高価であるという
問題がある。
焼結、粉末の再溶融を温度１８００〜２０００℃の０２
−Ｈ２炎中で行うため、多量の熱エネルギーを必要とす
るばかりではなく、エネルギー費の製造コスト中に占め
る割合が著しく高くなって製品価格は高価であるという
問題がある。
そこで前記問題点を解消したものとして特開昭５８−１
７６１３６号公報に開示されているように珪酸エステル
、水、アルコールから成る混合溶液を、これらと実質的
に相溶性がないヘキサン、ヘキサノールのような液体に
分散、懸濁させて粉粒状ゲルを分離し、これを焼成して
球状シリカガラスを形成する所謂ゾル・ゲル法で製造す
る方法が提案されている。
７６１３６号公報に開示されているように珪酸エステル
、水、アルコールから成る混合溶液を、これらと実質的
に相溶性がないヘキサン、ヘキサノールのような液体に
分散、懸濁させて粉粒状ゲルを分離し、これを焼成して
球状シリカガラスを形成する所謂ゾル・ゲル法で製造す
る方法が提案されている。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、前記製造方法の場合、珪酸エステル等か
ら成る混合液中でゾルを生成させた状態でこれらと実質
的に相溶性のない溶液（以下分散媒という）に分散させ
るようにしているため、分散媒への分散を早い時期に行
うと単に懸濁するだけでゾルが形成されず、また分散を
遅い時期に行うとゾルのゲル化が進行しているので攪拌
を充分に行ってもゾルが細分化されにくいから球状以外
に不定形状態のゲルが形成されたり、或いは粒径が２０
μｍ以下と小さい球状ゲルに形成させることは出来ない
ので、ゾルがある特定の粘度範囲になった際に混合溶液
を分散媒中に分散させなければならないが、混合溶液に
は珪酸エステルと水が最初がら混入されているので、珪
酸エステルの加水分解と重合反応が速められるので時間
の経過と共にゾルの粘度が上昇するため、工業的に多量
に製造する場合混合溶液を分散媒に投入中にもゾルのゲ
ル化が進行するからゾルの粘度を一定に管理することが
困難であり、かつ分散媒が混合溶液と実質的に相溶性が
ないため、分散媒に分散させる前のゾルに含まれている
脱水縮合の際に副生じた水は分散媒中に移行することな
くそのままゾル中に閉じ込められた状態でゲル化される
ので生成されたゲルは強度が小さく、得られるゲル粒子
の形状は粉砕されて角状になったり、或いはゲル粒子が
互いに凝集したりして所望の球状ゲルが得られないとい
う問題がある。更に混合液と実質的に相溶性のない液体
即ち分散剤としてヘキサノール、ヘキサン等の有機溶剤
を用いるため多量の有機溶剤を必要としその製造工程管
理が著しく困難であるといった問題がある。
ら成る混合液中でゾルを生成させた状態でこれらと実質
的に相溶性のない溶液（以下分散媒という）に分散させ
るようにしているため、分散媒への分散を早い時期に行
うと単に懸濁するだけでゾルが形成されず、また分散を
遅い時期に行うとゾルのゲル化が進行しているので攪拌
を充分に行ってもゾルが細分化されにくいから球状以外
に不定形状態のゲルが形成されたり、或いは粒径が２０
μｍ以下と小さい球状ゲルに形成させることは出来ない
ので、ゾルがある特定の粘度範囲になった際に混合溶液
を分散媒中に分散させなければならないが、混合溶液に
は珪酸エステルと水が最初がら混入されているので、珪
酸エステルの加水分解と重合反応が速められるので時間
の経過と共にゾルの粘度が上昇するため、工業的に多量
に製造する場合混合溶液を分散媒に投入中にもゾルのゲ
ル化が進行するからゾルの粘度を一定に管理することが
困難であり、かつ分散媒が混合溶液と実質的に相溶性が
ないため、分散媒に分散させる前のゾルに含まれている
脱水縮合の際に副生じた水は分散媒中に移行することな
くそのままゾル中に閉じ込められた状態でゲル化される
ので生成されたゲルは強度が小さく、得られるゲル粒子
の形状は粉砕されて角状になったり、或いはゲル粒子が
互いに凝集したりして所望の球状ゲルが得られないとい
う問題がある。更に混合液と実質的に相溶性のない液体
即ち分散剤としてヘキサノール、ヘキサン等の有機溶剤
を用いるため多量の有機溶剤を必要としその製造工程管
理が著しく困難であるといった問題がある。
本発明は、前記問題点を解決し、ゾルの分散を均一に行
い、ゲルの強度を高めて、ゲルを粉砕や凝集させること
なく形成することが出来、しかも多量の有機溶剤を使用
しないゾル・ゲル法による球状シリカガラスの製造方法
を提供することを目的とする。
い、ゲルの強度を高めて、ゲルを粉砕や凝集させること
なく形成することが出来、しかも多量の有機溶剤を使用
しないゾル・ゲル法による球状シリカガラスの製造方法
を提供することを目的とする。
（課題を解決するための手段）
本発明者らは、前記目的を達成すべく鋭意検討の結果、
原料溶液として珪酸エステルと水と界面活性剤とから成
る混合溶液を用いることにより、界面活性剤が水と珪酸
エステルの間に層を形成し、溶液中に珪酸エステルの球
状の液滴が均一に分散することに着目し、この分散液に
触媒を加えることによって球状ゲルが得られることを知
見した。
原料溶液として珪酸エステルと水と界面活性剤とから成
る混合溶液を用いることにより、界面活性剤が水と珪酸
エステルの間に層を形成し、溶液中に珪酸エステルの球
状の液滴が均一に分散することに着目し、この分散液に
触媒を加えることによって球状ゲルが得られることを知
見した。
本発明は前記知見に基づいてなされたものであって、そ
の球状シリカガラスの製造方法は、原料溶液として珪酸
エステルと水と界面活性剤とから成る混合溶液を用意し
、これに触媒を加えて球状ゲルを形成し、該球状ゲルを
分離、乾燥した後、焼成することを特徴とする。
の球状シリカガラスの製造方法は、原料溶液として珪酸
エステルと水と界面活性剤とから成る混合溶液を用意し
、これに触媒を加えて球状ゲルを形成し、該球状ゲルを
分離、乾燥した後、焼成することを特徴とする。
本発明で用いる珪酸エステルとしては、珪酸メチル、珪
酸エチル、珪酸プロピル等が挙げられる。
酸エチル、珪酸プロピル等が挙げられる。
また、界面活性剤としては、陽イオン系界面活性剤、陰
イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤等が挙げら
れるが、その中でもＮａ“のような金属イオン等の不純
物を含まない非イオン系界面活性剤が好ましい。非イオ
ン系界面活性剤の具体例としてはポリオキシエチレンア
ルキルフェニルエーテル、脂肪酸エステル系、ポリエチ
レングリコール縮合型等が挙げられ、その中でもＨ，Ｌ
、Ｂ値が５〜１２程度のものが好ましい。
イオン系界面活性剤、非イオン系界面活性剤等が挙げら
れるが、その中でもＮａ“のような金属イオン等の不純
物を含まない非イオン系界面活性剤が好ましい。非イオ
ン系界面活性剤の具体例としてはポリオキシエチレンア
ルキルフェニルエーテル、脂肪酸エステル系、ポリエチ
レングリコール縮合型等が挙げられ、その中でもＨ，Ｌ
、Ｂ値が５〜１２程度のものが好ましい。
そして、珪酸エステルに対する界面活性剤量は該珪酸エ
ステルの０．０１〜０．５倍重量程度が好ましい。
ステルの０．０１〜０．５倍重量程度が好ましい。
また、分散媒である水量は、珪酸エステルの２０〜４０
倍容量程度が好ましい。
倍容量程度が好ましい。
触媒としては、酸性触媒、塩基性触媒のいずれでもよい
が、反応速度が速いことや、不純物が混入していないこ
と等を考慮するとアンモニア水が適しており、触媒とし
てアンモニア水を用いる場合は珪酸エステル１モルに対
してｌＸ１０−４〜２Ｘ１０−２モル程度が好ましい。
が、反応速度が速いことや、不純物が混入していないこ
と等を考慮するとアンモニア水が適しており、触媒とし
てアンモニア水を用いる場合は珪酸エステル１モルに対
してｌＸ１０−４〜２Ｘ１０−２モル程度が好ましい。
（作 用）
界面活性剤の分散効果により溶液中に水と珪酸エステル
の間に界面活性剤層が形成された均一な直径の珪酸エス
テルの微粒子が液滴状態に分散される。分散液中に触媒
を添加す、ることにより液滴の表面から加水分解および
重合反応が進行して溶液中にゾルがサブミクロン状態の
微粒子として脱離する。脱離したゾルの微粒子は再凝集
し微粒子同士の接点で縮重合反応して球状ゲルが生成さ
れる。また、界面活性剤の使用量を調整することにより
縮重合反応して生成される球状ゲルの粒径を調整する。
の間に界面活性剤層が形成された均一な直径の珪酸エス
テルの微粒子が液滴状態に分散される。分散液中に触媒
を添加す、ることにより液滴の表面から加水分解および
重合反応が進行して溶液中にゾルがサブミクロン状態の
微粒子として脱離する。脱離したゾルの微粒子は再凝集
し微粒子同士の接点で縮重合反応して球状ゲルが生成さ
れる。また、界面活性剤の使用量を調整することにより
縮重合反応して生成される球状ゲルの粒径を調整する。
（実施例）
次に本発明の具体的実施例を説明する。
実施例１
先ず、蒸留水７４０ｃｃに非イオン系界面活性剤ノイゲ
ンＥＡ−１１０（Ｈ，Ｌ、Ｂ値１１、第一工業製薬■製
）０．３８ｇを加え、マグネチックスターラにより攪拌
して界面活性剤溶液を作成し、該界面活性剤溶液に蒸留
精製した珪酸メチル３８ｇを加え、マグネチックスター
ラにより温度２５℃で、１０分間攪拌して溶液中に珪酸
メチルの微粒子を液滴状態に分散させた後、濃度２８％
のアンモニア水１．Ｏｇを滴下し、更に温度２５℃で、
３０分間攪拌してゾルのサブミクロン微粒子を生成させ
、溶液中にゾル微粒子を脱離させた後、攪拌を停止し、
温度２５℃で、２４時間静置した。
ンＥＡ−１１０（Ｈ，Ｌ、Ｂ値１１、第一工業製薬■製
）０．３８ｇを加え、マグネチックスターラにより攪拌
して界面活性剤溶液を作成し、該界面活性剤溶液に蒸留
精製した珪酸メチル３８ｇを加え、マグネチックスター
ラにより温度２５℃で、１０分間攪拌して溶液中に珪酸
メチルの微粒子を液滴状態に分散させた後、濃度２８％
のアンモニア水１．Ｏｇを滴下し、更に温度２５℃で、
３０分間攪拌してゾルのサブミクロン微粒子を生成させ
、溶液中にゾル微粒子を脱離させた後、攪拌を停止し、
温度２５℃で、２４時間静置した。
この２４時間静置中にゾルの微粒子は再凝集し、更に凝
集が進行してゲル化されて溶液中にウェットゲルを形成
した。
集が進行してゲル化されて溶液中にウェットゲルを形成
した。
次に２４時間静置されてウェットゲルが形成された溶液
をデカンテーションで固形物（ゲル）と液体に分離し、
固形物（ゲル）を温度６０℃の恒温器内で２４時間乾燥
した。
をデカンテーションで固形物（ゲル）と液体に分離し、
固形物（ゲル）を温度６０℃の恒温器内で２４時間乾燥
した。
乾燥後の粒状ゲルを電気炉内で昇温速度１００℃／１時
間で温度１０００℃まで昇温し、該温度で２時間焼成し
た後、常温まで冷却して白色粉末を得た。
間で温度１０００℃まで昇温し、該温度で２時間焼成し
た後、常温まで冷却して白色粉末を得た。
得られた白色粉末をＸ線回折法で調べたところシリカガ
ラスであった。
ラスであった。
また、白色粉末のシリカガラスの形状および平均粒径を
粒度分布測定器（板場製作所製、ＬＡ５００）とＳＥＭ
（倍率２００倍）で調べ、調べた結果を表に示した。
粒度分布測定器（板場製作所製、ＬＡ５００）とＳＥＭ
（倍率２００倍）で調べ、調べた結果を表に示した。
実施例２〜７
蒸留水に加える界面活性剤量を０．７６ｇ。
１．９０ｇ、３．８０ｇ、７．６０ｇ。
１１．４０ｇ、１９．０ｇとした以外は実施例１と同一
の方法で夫々の白色粉末を得た。
の方法で夫々の白色粉末を得た。
そして、得られた各白色粉末の夫々をＸ線回折法で調べ
たところ全ての粉末がシリカガラスであった。
たところ全ての粉末がシリカガラスであった。
また、各白色粉末の夫々についてシリカガラスの形状お
よび平均粒径を実施例１と同一条件で調べ、調べた結果
を表に示した。
よび平均粒径を実施例１と同一条件で調べ、調べた結果
を表に示した。
尚、表中の０内数値は珪酸メチルに対する界面活性剤の
重量比を示す。
重量比を示す。
表から明らかなように、実施例１ないし７はゲルの分散
性か良好であり、かつシリカガラスが塊状や不定形にな
ることなく所望の球状に形成することが出来、また、界
面活性剤量を調整することにより球状シリカガラスの粒
径（平均粒径）を１〜５０μｍの範囲で任意に設定する
ことが出来る。
性か良好であり、かつシリカガラスが塊状や不定形にな
ることなく所望の球状に形成することが出来、また、界
面活性剤量を調整することにより球状シリカガラスの粒
径（平均粒径）を１〜５０μｍの範囲で任意に設定する
ことが出来る。
（発明の効果）
このように本発明の球状シリカガラスの製造方法によれ
ば、界面活性剤を用いて溶液中に珪酸エステルを分散さ
せた後、これに触媒を添加してゲル化させるようにした
ので、珪酸エステルの微粒子を球状液滴として溶液中に
均一に分散することが出来るから従来法のような粘度調
整を行うことなく粒径の小さなゾルを均一に形成するこ
とが出来、また、従来法のような原料溶液をこれらと相
溶性のない液体即ち分散媒に分散させるのではないから
、触媒を添加して生成されたゾルに脱水縮合の際副成し
た水や加水分解の際副成したアルコールが含まれてもゾ
ル中に閉じ込められることなく混合溶液中に移行するの
で、生成されたゲルの強度が大きくなってゲルが粉砕し
たり或いは不定形のゲルが生じることなく所望の球状シ
リカガラスを容易に製造することが出来、また、珪酸エ
ステルへの界面活性剤量を調整することにより分散液中
に脱離したサブミクロン状態のゾル微粒子が再凝集し微
粒子同士の接点で縮重合反応してゲル化する際の粒径の
大きさを調整することが出来るがら得られる球状シリカ
ガラスの粒径を小さい粒子から大きい粒子まで任意に制
御することが出来る等の効果がある。
ば、界面活性剤を用いて溶液中に珪酸エステルを分散さ
せた後、これに触媒を添加してゲル化させるようにした
ので、珪酸エステルの微粒子を球状液滴として溶液中に
均一に分散することが出来るから従来法のような粘度調
整を行うことなく粒径の小さなゾルを均一に形成するこ
とが出来、また、従来法のような原料溶液をこれらと相
溶性のない液体即ち分散媒に分散させるのではないから
、触媒を添加して生成されたゾルに脱水縮合の際副成し
た水や加水分解の際副成したアルコールが含まれてもゾ
ル中に閉じ込められることなく混合溶液中に移行するの
で、生成されたゲルの強度が大きくなってゲルが粉砕し
たり或いは不定形のゲルが生じることなく所望の球状シ
リカガラスを容易に製造することが出来、また、珪酸エ
ステルへの界面活性剤量を調整することにより分散液中
に脱離したサブミクロン状態のゾル微粒子が再凝集し微
粒子同士の接点で縮重合反応してゲル化する際の粒径の
大きさを調整することが出来るがら得られる球状シリカ
ガラスの粒径を小さい粒子から大きい粒子まで任意に制
御することが出来る等の効果がある。
Claims (1)
- 原料溶液として珪酸エステルと水と界面活性剤とから成
る混合溶液を用意し、これに触媒を加えて球状ゲルを形
成し、該球状ゲルを分離、乾燥した後、焼成することを
特徴とする球状シリカガラスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2081632A JP2903242B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 粉末状球形シリカガラスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2081632A JP2903242B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 粉末状球形シリカガラスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03279230A true JPH03279230A (ja) | 1991-12-10 |
| JP2903242B2 JP2903242B2 (ja) | 1999-06-07 |
Family
ID=13751712
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2081632A Expired - Fee Related JP2903242B2 (ja) | 1990-03-29 | 1990-03-29 | 粉末状球形シリカガラスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2903242B2 (ja) |
-
1990
- 1990-03-29 JP JP2081632A patent/JP2903242B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2903242B2 (ja) | 1999-06-07 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5039509A (en) | Process for the production of magnesium oxide | |
| Kiran et al. | Effective role of CaO/P2O5 ratio on SiO2-CaO-P2O5 glass system | |
| US4590090A (en) | Method for making interdiffused, substantially spherical ceramic powders | |
| JPH072513A (ja) | 合成石英ガラス粉の製造方法 | |
| US5132043A (en) | Method of preparing small particle size borate phosphor | |
| KR102302205B1 (ko) | 은 분말 및 이의 제조 방법 | |
| JP2001089168A (ja) | 高純度合成石英ガラス粉の製造方法 | |
| US3762936A (en) | Manufacture of borosilicate glass powder essentially free of alkali and alkaline earth metals | |
| JPS62176928A (ja) | 石英ガラス粉末の製造方法 | |
| JP2011068507A (ja) | 球状多成分ガラス微粒子 | |
| JP2884613B2 (ja) | 球状ハイドロキシアパタイトの製造方法 | |
| JP2903242B2 (ja) | 粉末状球形シリカガラスの製造方法 | |
| CN106006701A (zh) | 一种微米-亚微米级稀土氧化物粉体的制备方法 | |
| JP3342536B2 (ja) | ＭｇＯ・ＳｉＯ２ 磁器粉末及びその製造方法 | |
| JPH02225328A (ja) | 球状シリカガラスの製造方法 | |
| JP2675819B2 (ja) | 石英ガラスの製造方法 | |
| JP4993811B2 (ja) | 改質ゾル−ゲル法シリカ粒子およびその製造方法 | |
| JP2008024582A (ja) | 球状多成分ガラス微粒子 | |
| CN117986008B (zh) | 一种多孔硅酸钙陶瓷粉体的制备方法 | |
| JP3318946B2 (ja) | 粉状乾燥ゲル、シリカガラス粉末及びシリカガラス溶融成形品の製造方法 | |
| JPH0521855B2 (ja) | ||
| KR102801357B1 (ko) | 중공형 알루미늄실리케이트의 제조 방법 및 이로부터 제조된 중공형 알루미늄실리케이트 | |
| JP2780799B2 (ja) | 石英ガラスの製造方法 | |
| CN1587149A (zh) | 一种合成高纯超细生物玻璃粉的方法 | |
| JPH06191846A (ja) | 酸化インジウム粉末及びその製造方法並びにｉｔｏ焼結体の製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313113 |
|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531 |
|
| R350 | Written notification of registration of transfer |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |