JPH04254433A - 黒色石英ガラスの製造方法 - Google Patents
黒色石英ガラスの製造方法Info
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- JPH04254433A JPH04254433A JP3198691A JP3198691A JPH04254433A JP H04254433 A JPH04254433 A JP H04254433A JP 3198691 A JP3198691 A JP 3198691A JP 3198691 A JP3198691 A JP 3198691A JP H04254433 A JPH04254433 A JP H04254433A
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- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
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- C03B2201/00—Type of glass produced
- C03B2201/06—Doped silica-based glasses
- C03B2201/30—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi
- C03B2201/40—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with transition metals other than rare earth metals, e.g. Zr, Nb, Ta or Zn
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、黒色石英ガラスに関し
、特に、赤外線吸収・放射体として有用な黒色石英ガラ
スの製造方法に関するものである。
、特に、赤外線吸収・放射体として有用な黒色石英ガラ
スの製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、金属酸化物により石英ガラスを着
色させることはよく知られている。なかでも、黒色石英
ガラスを作るのに添加される各種金属酸化物類として、
古くから磁器のゆう薬として使われている金属酸化物、
例えば、酸化銅，二酸化マンガン，三二酸化クロム，三
二酸化鉄や五酸化バナジウム等が代表的に挙げられる。 また、特公昭５８−２９２５９号公報は、五酸化バナジ
ウムの特定少量を含む黒色石英ガラスを記載している。 その公報中には、三二酸化鉄の粉末をシリカ粉に添加し
、電気溶融することにより濃茶色に着色した黒色石英ガ
ラスが得られることも記載されている。
色させることはよく知られている。なかでも、黒色石英
ガラスを作るのに添加される各種金属酸化物類として、
古くから磁器のゆう薬として使われている金属酸化物、
例えば、酸化銅，二酸化マンガン，三二酸化クロム，三
二酸化鉄や五酸化バナジウム等が代表的に挙げられる。 また、特公昭５８−２９２５９号公報は、五酸化バナジ
ウムの特定少量を含む黒色石英ガラスを記載している。 その公報中には、三二酸化鉄の粉末をシリカ粉に添加し
、電気溶融することにより濃茶色に着色した黒色石英ガ
ラスが得られることも記載されている。
【０００３】本発明者らは、石英ガラスの黒色化に関し
、特に黒色化剤として工業的に有利な酸化鉄類に着目し
て多くの実験を重ねた。しかしながら、三二酸化鉄の粉
末をそのままシリカ粉に直接添加混合した場合には、三
二酸化鉄粉末のシリカ粉に対する分散性ないし馴染み性
が良くないため両成分混合物を均一化することは極めて
困難で、たとえ充分混和して、ある程度均一化した後で
も三二酸化鉄が分離する傾向があり、混合むらを実質的
に解決することはできなかった。また、このような不均
一混合物を電気溶融した場合には完全に均一な黒色ガラ
スを得ることは困難であった。
、特に黒色化剤として工業的に有利な酸化鉄類に着目し
て多くの実験を重ねた。しかしながら、三二酸化鉄の粉
末をそのままシリカ粉に直接添加混合した場合には、三
二酸化鉄粉末のシリカ粉に対する分散性ないし馴染み性
が良くないため両成分混合物を均一化することは極めて
困難で、たとえ充分混和して、ある程度均一化した後で
も三二酸化鉄が分離する傾向があり、混合むらを実質的
に解決することはできなかった。また、このような不均
一混合物を電気溶融した場合には完全に均一な黒色ガラ
スを得ることは困難であった。
【０００４】他方、鉄の水溶性塩の水溶液にシリカ粉を
投入して乾燥しながら均一な混合物を形成させ、これを
加熱溶融した場合には、濃青と茶色の班模様の着色石英
ガラスが得られ、望ましい均一な黒色石英ガラスを得る
ことはできなかった。また、この混合物は溶融時に酸性
の蒸発気体が発生し、その酸性ガスが加熱溶融に用いら
れる器具類を損傷させるという重大な問題もあり、実質
的に採用し難い。
投入して乾燥しながら均一な混合物を形成させ、これを
加熱溶融した場合には、濃青と茶色の班模様の着色石英
ガラスが得られ、望ましい均一な黒色石英ガラスを得る
ことはできなかった。また、この混合物は溶融時に酸性
の蒸発気体が発生し、その酸性ガスが加熱溶融に用いら
れる器具類を損傷させるという重大な問題もあり、実質
的に採用し難い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明が解決
しようとする課題は、シリカ粉末と微量の黒色化用酸化
鉄との均一な混合物を提供することにある。また、他の
技術的課題は、酸化鉄を着色成分として均質な黒色石英
ガラスを製造する効果的且つ工業的に極めて望ましい方
法を提供することにある。石英ガラスは優れた諸特性を
有し、その特性を活用することが重要であって、黒色石
英ガラスにおいても、酸化鉄の添加は少量であることが
望ましい。
しようとする課題は、シリカ粉末と微量の黒色化用酸化
鉄との均一な混合物を提供することにある。また、他の
技術的課題は、酸化鉄を着色成分として均質な黒色石英
ガラスを製造する効果的且つ工業的に極めて望ましい方
法を提供することにある。石英ガラスは優れた諸特性を
有し、その特性を活用することが重要であって、黒色石
英ガラスにおいても、酸化鉄の添加は少量であることが
望ましい。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、それらの
要望事項を考慮して、上記課題を解決すべく少量の酸化
鉄による黒色石英ガラスの工業的製造方法について研究
を重ねた結果、その黒色化成分として酸化鉄コロイドを
利用することにより、上記課題が効果的に解決されるこ
とを見出した。
要望事項を考慮して、上記課題を解決すべく少量の酸化
鉄による黒色石英ガラスの工業的製造方法について研究
を重ねた結果、その黒色化成分として酸化鉄コロイドを
利用することにより、上記課題が効果的に解決されるこ
とを見出した。
【０００７】すなわち、本発明は、酸化鉄コロイドとシ
リカ粉を水性媒体中で混合し、乾燥した後、得られた均
一混合物を加熱溶融してガラス化することを特徴とする
黒色石英ガラスの製造方法を要旨とするものである。ま
た、本発明は、このようにして得られた黒色石英ガラス
の板状体で構成して成る赤外線吸収・放射体を提供する
ものである。
リカ粉を水性媒体中で混合し、乾燥した後、得られた均
一混合物を加熱溶融してガラス化することを特徴とする
黒色石英ガラスの製造方法を要旨とするものである。ま
た、本発明は、このようにして得られた黒色石英ガラス
の板状体で構成して成る赤外線吸収・放射体を提供する
ものである。
【０００８】本発明の方法において用いるシリカ粉は、
酸化けい素を主成分とするいわゆるシリカ粉末であって
、例えば、けい砂，従来の石英ガラス原料として用いら
れている天然水晶粉，四塩化けい素等を原料とする合成
石英ガラスの粉末を包含する。その粒度は、特に制限さ
れないが、例えば、５０〜２００メッシュ程度に調製さ
れたものが実用的である。
酸化けい素を主成分とするいわゆるシリカ粉末であって
、例えば、けい砂，従来の石英ガラス原料として用いら
れている天然水晶粉，四塩化けい素等を原料とする合成
石英ガラスの粉末を包含する。その粒度は、特に制限さ
れないが、例えば、５０〜２００メッシュ程度に調製さ
れたものが実用的である。
【０００９】本発明の方法においては、シリカ粉と均一
に混合される黒色ガラス化用酸化鉄は、酸化鉄コロイド
として供される。しかして、その酸化鉄コロイドは、水
溶性鉄塩の水溶液を塩基性にすることによって形成させ
ることができる。水溶性鉄塩は、塩化鉄，硝酸鉄及び硫
酸鉄等の鉱酸塩類が代表的であり、それらは第一鉄塩で
あっても第二鉄塩であってもよい。これらの鉄塩は、シ
リカ粉量及び酸化鉄所望含有量に関連して、その所定量
を適当量の水に溶解し、塩基を加えて水媒体をにアルカ
リ側、例えば、ｐＨ８以上にすることによって水酸化鉄
コロイドとして析出させることができる。第一鉄の水酸
化物は、空気中の操作において容易に水酸化第二鉄の酸
化されるから、シリカ粉と混合される鉄成分は、実質的
に水酸化第二鉄を主成分とする酸化鉄コロイドである。
に混合される黒色ガラス化用酸化鉄は、酸化鉄コロイド
として供される。しかして、その酸化鉄コロイドは、水
溶性鉄塩の水溶液を塩基性にすることによって形成させ
ることができる。水溶性鉄塩は、塩化鉄，硝酸鉄及び硫
酸鉄等の鉱酸塩類が代表的であり、それらは第一鉄塩で
あっても第二鉄塩であってもよい。これらの鉄塩は、シ
リカ粉量及び酸化鉄所望含有量に関連して、その所定量
を適当量の水に溶解し、塩基を加えて水媒体をにアルカ
リ側、例えば、ｐＨ８以上にすることによって水酸化鉄
コロイドとして析出させることができる。第一鉄の水酸
化物は、空気中の操作において容易に水酸化第二鉄の酸
化されるから、シリカ粉と混合される鉄成分は、実質的
に水酸化第二鉄を主成分とする酸化鉄コロイドである。
【００１０】本発明方法においては、このように形成さ
れる酸化鉄コロイドがガラス化されるシリカ粉と混合均
一化されるのであって、その均一化においては、水溶性
鉄塩の水溶液に塩基を加えて酸化鉄コロイドを形成させ
てからシリカ粉を加えてもよいし、該水溶液にシリカ粉
をいれた後、塩基を加えることもできる。用いられる塩
基は、水酸化アルカリでもよいが、後処理を考慮すると
きはアンモニア水が望ましく、通常、１０規定以下の低
濃度液が実用上有利に用いられる。
れる酸化鉄コロイドがガラス化されるシリカ粉と混合均
一化されるのであって、その均一化においては、水溶性
鉄塩の水溶液に塩基を加えて酸化鉄コロイドを形成させ
てからシリカ粉を加えてもよいし、該水溶液にシリカ粉
をいれた後、塩基を加えることもできる。用いられる塩
基は、水酸化アルカリでもよいが、後処理を考慮すると
きはアンモニア水が望ましく、通常、１０規定以下の低
濃度液が実用上有利に用いられる。
【００１１】このようにして形成された水性媒体中の酸
化鉄コロイドとシリカ粉は脱水し、好ましくはかき混ぜ
ならが乾燥することによって、シリカ粉と酸化鉄コロイ
ドの実質的均一な混合組成物を効果的に得ることができ
る。このようにして得られたシリカ粉と酸化鉄コロイド
の均一混合物は、そのガラス化の前に通常、例えば、２
００〜４００℃程度の温度で予備乾燥して水酸化物を酸
化物に変換させておくことが好ましく、この予備乾燥混
合物を、例えば、１５００℃以上の温度に加熱溶融して
ガラス化し黒色石英ガラスを形成させることができる。 その加熱溶融方式は電気溶融法，酸水素ガス溶融法ある
いはア−ク溶融方式のいずれでもよく、シリカ原料の種
類や含有酸化鉄の所望含有量に応じて適切な溶融方式を
採用することが好ましい。
化鉄コロイドとシリカ粉は脱水し、好ましくはかき混ぜ
ならが乾燥することによって、シリカ粉と酸化鉄コロイ
ドの実質的均一な混合組成物を効果的に得ることができ
る。このようにして得られたシリカ粉と酸化鉄コロイド
の均一混合物は、そのガラス化の前に通常、例えば、２
００〜４００℃程度の温度で予備乾燥して水酸化物を酸
化物に変換させておくことが好ましく、この予備乾燥混
合物を、例えば、１５００℃以上の温度に加熱溶融して
ガラス化し黒色石英ガラスを形成させることができる。 その加熱溶融方式は電気溶融法，酸水素ガス溶融法ある
いはア−ク溶融方式のいずれでもよく、シリカ原料の種
類や含有酸化鉄の所望含有量に応じて適切な溶融方式を
採用することが好ましい。
【００１２】本発明の方法は、石英ガラス黒色化材料と
して、シリカ粉に対して馴染みが悪く分離し易い酸化鉄
に代えて酸化鉄コロイドを使用し、これを水性媒体中で
シリカ粉と混和することに技術的特徴を有するものであ
り、かかるそれら両材料の混合方式によって、極めて均
一性の優れた黒色石英ガラスを溶融形成し得ることの発
見に基づくものである。
して、シリカ粉に対して馴染みが悪く分離し易い酸化鉄
に代えて酸化鉄コロイドを使用し、これを水性媒体中で
シリカ粉と混和することに技術的特徴を有するものであ
り、かかるそれら両材料の混合方式によって、極めて均
一性の優れた黒色石英ガラスを溶融形成し得ることの発
見に基づくものである。
【００１３】
【作用】本発明の方法は、操作が簡単で、高度に均一な
黒色化剤としての微量な酸化鉄とシリカ粉との混合物が
えられ、溶融によって均質黒色石英ガラスを容易に得る
ことができる。
黒色化剤としての微量な酸化鉄とシリカ粉との混合物が
えられ、溶融によって均質黒色石英ガラスを容易に得る
ことができる。
【００１４】
【実施例】次に、本発明の方法を具体例により更に詳細
に説明する。
に説明する。
【００１５】実施例 １
１００メッシュ以下に粉砕調整した天然水晶のシリカ粉
末２Ｋｇを、塩化第一鉄２３ｇ（鉄に換算して１０ｇ：
シリカ粉に対して０．５重量％）を蒸留水１リットルに
溶解した溶液（ｐＨ約３）に投入し、これをかき混ぜな
がら８規定のアンモニア水をｐＨが約１０になるまでゆ
っくり注加して、更に約１時間かき混ぜを継続し、酸化
鉄コロイド粒子を完全に生成させ、シリカ粉表面に沈着
させた。次いで、塩化アンモニウム含有水性液を濾別し
、更に塩化アンモニウムが検出されなくなるまで蒸留水
で吸引濾過洗浄した。次に、得られた酸化鉄コロイド粒
子付着シリカ粉末を約２００℃に加熱したオ−ブン中で
充分乾燥した後、ア−ク放電加熱により１０分間溶融さ
せて、均質でまっ黒な黒色石英ガラス体を得た。
末２Ｋｇを、塩化第一鉄２３ｇ（鉄に換算して１０ｇ：
シリカ粉に対して０．５重量％）を蒸留水１リットルに
溶解した溶液（ｐＨ約３）に投入し、これをかき混ぜな
がら８規定のアンモニア水をｐＨが約１０になるまでゆ
っくり注加して、更に約１時間かき混ぜを継続し、酸化
鉄コロイド粒子を完全に生成させ、シリカ粉表面に沈着
させた。次いで、塩化アンモニウム含有水性液を濾別し
、更に塩化アンモニウムが検出されなくなるまで蒸留水
で吸引濾過洗浄した。次に、得られた酸化鉄コロイド粒
子付着シリカ粉末を約２００℃に加熱したオ−ブン中で
充分乾燥した後、ア−ク放電加熱により１０分間溶融さ
せて、均質でまっ黒な黒色石英ガラス体を得た。
【００１６】実施例 ２
硫酸第二鉄３６ｇ（鉄に換算して１０ｇ：シリカ粉に対
して０．５重量％）を蒸留水１リットルに溶解し、この
溶液に８規定のアンモニア水６７ｍｌを加えて液のｐＨ
を約１０にし、注加終了後、更にかき混ぜを継続して、
酸化鉄コロイド粒子を完全に生成させた。次に、これに
シリカ粉末２Ｋｇを投入し、更に３０分かき混ぜた。酸
化鉄コロイド粒子とシリカ粉末の均一な混合組成物が得
られた。得られた酸化鉄コロイド含有シリカ粉を実施例
１と同様に水洗吸引濾過し、その均一組成物を乾燥した
のち、ア−ク溶融して均質でまっ黒な黒色石英ガラス体
を得た。
して０．５重量％）を蒸留水１リットルに溶解し、この
溶液に８規定のアンモニア水６７ｍｌを加えて液のｐＨ
を約１０にし、注加終了後、更にかき混ぜを継続して、
酸化鉄コロイド粒子を完全に生成させた。次に、これに
シリカ粉末２Ｋｇを投入し、更に３０分かき混ぜた。酸
化鉄コロイド粒子とシリカ粉末の均一な混合組成物が得
られた。得られた酸化鉄コロイド含有シリカ粉を実施例
１と同様に水洗吸引濾過し、その均一組成物を乾燥した
のち、ア−ク溶融して均質でまっ黒な黒色石英ガラス体
を得た。
【００１７】比較例 １
実施例１と同じシリカ粉２Ｋｇを、塩化第一鉄２３ｇ（
鉄に換算して１０ｇ：シリカ粉に対して０．５重量％）
を蒸留水１リットルに溶解した溶液に投入し、よくかき
混ぜた後、濾別することなく乾燥させてシリカ粉と塩化
第一鉄の均一混合物を得た。これをア−ク溶融したとこ
ろ、黒色ではなく、濃青と茶色の班模様の不均一な着色
石英ガラスが得られた。
鉄に換算して１０ｇ：シリカ粉に対して０．５重量％）
を蒸留水１リットルに溶解した溶液に投入し、よくかき
混ぜた後、濾別することなく乾燥させてシリカ粉と塩化
第一鉄の均一混合物を得た。これをア−ク溶融したとこ
ろ、黒色ではなく、濃青と茶色の班模様の不均一な着色
石英ガラスが得られた。
【００１８】
【発明の効果】上記具体例から明らかなように、本発明
の方法によれば、酸化鉄コロイド粒子の所望量をシリカ
粉に均一に混合させ組成物容易に得ることができ、これ
を加熱溶融して優れた均質性の黒色石英ガラスを効果的
に製造することができるので、その産業上の利用価値は
極めて高い。
の方法によれば、酸化鉄コロイド粒子の所望量をシリカ
粉に均一に混合させ組成物容易に得ることができ、これ
を加熱溶融して優れた均質性の黒色石英ガラスを効果的
に製造することができるので、その産業上の利用価値は
極めて高い。
Claims (2)
- 【請求項１】酸化鉄コロイドとシリカ粉を水性媒体中で
混合し、乾燥した後、得られた均一混合物を加熱溶融し
てガラス化することを特徴とする黒色石英ガラスの製造
方法。 - 【請求項２】請求項１で製造された黒色石英ガラスの板
状体又は管状体で構成して成る赤外線吸収・放射体。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3198691A JPH04254433A (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 黒色石英ガラスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3198691A JPH04254433A (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 黒色石英ガラスの製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04254433A true JPH04254433A (ja) | 1992-09-09 |
Family
ID=12346249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3198691A Pending JPH04254433A (ja) | 1991-01-31 | 1991-01-31 | 黒色石英ガラスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04254433A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5369062A (en) * | 1993-08-20 | 1994-11-29 | The Research Foundation Of State University Of Ny | Process for producing ceramic glass composition |
| US5508236A (en) * | 1993-08-20 | 1996-04-16 | The Research Foundation Of State University Of New York | Ceramic glass composition |
| WO2004050570A1 (ja) | 2002-11-29 | 2004-06-17 | Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. | 合成石英ガラスの製造方法及び合成石英ガラス体 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57106536A (en) * | 1980-12-23 | 1982-07-02 | Toshiba Ceramics Co Ltd | Quartz glass and its production |
| JPH01179732A (ja) * | 1988-01-12 | 1989-07-17 | Seiko Epson Corp | ガラスの製造法 |
-
1991
- 1991-01-31 JP JP3198691A patent/JPH04254433A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57106536A (en) * | 1980-12-23 | 1982-07-02 | Toshiba Ceramics Co Ltd | Quartz glass and its production |
| JPH01179732A (ja) * | 1988-01-12 | 1989-07-17 | Seiko Epson Corp | ガラスの製造法 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5369062A (en) * | 1993-08-20 | 1994-11-29 | The Research Foundation Of State University Of Ny | Process for producing ceramic glass composition |
| US5508236A (en) * | 1993-08-20 | 1996-04-16 | The Research Foundation Of State University Of New York | Ceramic glass composition |
| WO2004050570A1 (ja) | 2002-11-29 | 2004-06-17 | Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. | 合成石英ガラスの製造方法及び合成石英ガラス体 |
| US7841211B2 (en) | 2002-11-29 | 2010-11-30 | Shin-Etsu Quartz Products Co., Ltd. | Production process of synthetic quartz glass |
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