JPH0565449B2 - - Google Patents
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- JPH0565449B2 JPH0565449B2 JP60284736A JP28473685A JPH0565449B2 JP H0565449 B2 JPH0565449 B2 JP H0565449B2 JP 60284736 A JP60284736 A JP 60284736A JP 28473685 A JP28473685 A JP 28473685A JP H0565449 B2 JPH0565449 B2 JP H0565449B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- glass
- aqueous solution
- firing
- water
- sol
- Prior art date
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- Expired - Lifetime
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B19/00—Other methods of shaping glass
- C03B19/12—Other methods of shaping glass by liquid-phase reaction processes
-
- 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
- C03C1/008—Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels to produce glass through wet route for the production of films or coatings
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- 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
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- 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
- C03B2201/34—Doped silica-based glasses doped with metals, e.g. Ga, Sn, Sb, Pb or Bi doped with rare earth metals, i.e. with Sc, Y or lanthanides, e.g. for laser-amplifiers
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- 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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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
（産業上の利用分野）
本発明は金属アルコキシドの加水分解反応によ
り得られる多孔質ゲル加熱焼結することによりガ
ラス体を製造する方法に係わるものであり、特に
得られるガラス体に何らかの機能を持たせる方法
に関する。
り得られる多孔質ゲル加熱焼結することによりガ
ラス体を製造する方法に係わるものであり、特に
得られるガラス体に何らかの機能を持たせる方法
に関する。
（従来技術とその問題点）
金属アルコキシド（例えばケイ酸エチル：Si
（OC2H5）4など）を加水分解する過程の前後ある
いは途中において、ガラスを着色する塩（金属イ
オン）を含む水溶液を添加し、乾燥、焼成して着
色ガラスを得ることは、例えば、特開昭57−
11845号公報、特開昭58−185441号公報などで知
られている。これらの方法は、ゾルゲル法と言わ
れるガラス製造法のひとつの展開手段として興味
深いものがあり、特徴として、通常の熔融法で得
られにくいとされている着色石英ガラスが容易に
得られる。製造工程において高温焼成をそれほど
必要としない、という特長がある。
（OC2H5）4など）を加水分解する過程の前後ある
いは途中において、ガラスを着色する塩（金属イ
オン）を含む水溶液を添加し、乾燥、焼成して着
色ガラスを得ることは、例えば、特開昭57−
11845号公報、特開昭58−185441号公報などで知
られている。これらの方法は、ゾルゲル法と言わ
れるガラス製造法のひとつの展開手段として興味
深いものがあり、特徴として、通常の熔融法で得
られにくいとされている着色石英ガラスが容易に
得られる。製造工程において高温焼成をそれほど
必要としない、という特長がある。
しかしながら、このようなゾルゲル法による従
来法も欠点がないではない。ひとつには、従来法
も欠点がないではない。ひとつには、従来法はガ
ラス中に着色機能を有する金属イオンを含有させ
るだけの、いわゆる着色ガラスしか提案されてい
ないこと、次に、ゾルゲル法の工程から避けるこ
とのできない事情として、製造されたガラス中に
水分が残存し、この水分が、ガラスに種々の機能
を発揮させる際の防害物質となること、さらに
は、加水分解後の乾燥時に、ひび割れや歪みを生
じやすく、ある程度の厚み（例えば５mm以上）の
あるガラス体を得にくいので、ある程度の厚みを
必要とする機能性ガラスを作成するうえで非常な
障害となること、などである。
来法も欠点がないではない。ひとつには、従来法
も欠点がないではない。ひとつには、従来法はガ
ラス中に着色機能を有する金属イオンを含有させ
るだけの、いわゆる着色ガラスしか提案されてい
ないこと、次に、ゾルゲル法の工程から避けるこ
とのできない事情として、製造されたガラス中に
水分が残存し、この水分が、ガラスに種々の機能
を発揮させる際の防害物質となること、さらに
は、加水分解後の乾燥時に、ひび割れや歪みを生
じやすく、ある程度の厚み（例えば５mm以上）の
あるガラス体を得にくいので、ある程度の厚みを
必要とする機能性ガラスを作成するうえで非常な
障害となること、などである。
（発明が解決しようとする問題点）
本発明は、上述したゾルゲル法の欠点を踏ま
え、ガラス中に残存する水分を極力減らし、かつ
相当な厚みのあるガラス体を作成することで、機
能性ガラスとしての性能を如何なく発揮させるガ
ラスの製造法を提案しようとするものである。
え、ガラス中に残存する水分を極力減らし、かつ
相当な厚みのあるガラス体を作成することで、機
能性ガラスとしての性能を如何なく発揮させるガ
ラスの製造法を提案しようとするものである。
（問題点を解決する具体的手段）
すなわち、本発明は、少なくともガラス母体と
なる金属アルコキシドと、ガラスに機能を与える
イオンを溶存する水溶液を含む混合液を、攪拌し
て加水分解反応終了後のゾル液を薄膜状に展開
し、乾燥後、薄膜化した複数枚のガラス材料を積
層して、焼成一体化することを特徴とする機能性
ガラスの製造方法である。
なる金属アルコキシドと、ガラスに機能を与える
イオンを溶存する水溶液を含む混合液を、攪拌し
て加水分解反応終了後のゾル液を薄膜状に展開
し、乾燥後、薄膜化した複数枚のガラス材料を積
層して、焼成一体化することを特徴とする機能性
ガラスの製造方法である。
以下さらに詳細に説明すると、ここで言う機能
性ガラスとは、着色ガラスや分光フイルターガラ
スはもとより、発光ガラスやレーザー発振ガラ
ス、電気伝導性ガラス、感光性ガラス等を意味
し、石英ガラスやアルミナ石英ガラスに機能を持
たせる活性な金属イオンを混在させることで、作
成することができる。以下に種々の機能性ガラス
に混在すべきイオン種の例を示せば、 (1) レーザー発振ガラス ネオジウムイオン （Nd3+） テルビウムイオン （Tb3+） ホルミウムイオン （Ho3+） エルビウムイオン （Er3+） イツテルビウムイオン （Yb3+） ユーロピウムイオン （Eu3+） (2) 発光ガラス 上記レーザー発振ガラスに記載したイオン種以
外にマンガンイオン（Mn2+）などの遷移金属イ
オン 酸化ウランイオン（UO2 2+）などの複合イ
オンなど、注入可能な発光イオン全て、 (3) 電気伝導性ガラス 鉄イオン（Fe2+とFe3+）、バナジウムイオン
（V4+とV5+）などのホツピング伝導タイプのイオ
ンのほか、金属粒子や炭素粒子をガラス中に析出
させること、 (4) 着色ガラス（分光フイルターガラス） ガラスを着色させることで知られている重金属
イオンの全て、（例 Cr3+（緑）、Fe3+（茶）、Nd3+
（うす紫）、Er3+（ピンク）など） などであり、これらのイオン種は、ガラス中では
多くの場合酸化物として存在する。もちろん、本
発明では、上記した機能またはイオン種にのみ限
定されるものではない。
性ガラスとは、着色ガラスや分光フイルターガラ
スはもとより、発光ガラスやレーザー発振ガラ
ス、電気伝導性ガラス、感光性ガラス等を意味
し、石英ガラスやアルミナ石英ガラスに機能を持
たせる活性な金属イオンを混在させることで、作
成することができる。以下に種々の機能性ガラス
に混在すべきイオン種の例を示せば、 (1) レーザー発振ガラス ネオジウムイオン （Nd3+） テルビウムイオン （Tb3+） ホルミウムイオン （Ho3+） エルビウムイオン （Er3+） イツテルビウムイオン （Yb3+） ユーロピウムイオン （Eu3+） (2) 発光ガラス 上記レーザー発振ガラスに記載したイオン種以
外にマンガンイオン（Mn2+）などの遷移金属イ
オン 酸化ウランイオン（UO2 2+）などの複合イ
オンなど、注入可能な発光イオン全て、 (3) 電気伝導性ガラス 鉄イオン（Fe2+とFe3+）、バナジウムイオン
（V4+とV5+）などのホツピング伝導タイプのイオ
ンのほか、金属粒子や炭素粒子をガラス中に析出
させること、 (4) 着色ガラス（分光フイルターガラス） ガラスを着色させることで知られている重金属
イオンの全て、（例 Cr3+（緑）、Fe3+（茶）、Nd3+
（うす紫）、Er3+（ピンク）など） などであり、これらのイオン種は、ガラス中では
多くの場合酸化物として存在する。もちろん、本
発明では、上記した機能またはイオン種にのみ限
定されるものではない。
本発明に用いられる、ガラス母体となる金属ア
ルコキシドとは、ガラス構造のうえで網目構造を
とりうる金属酸化物の金属アルコキシドであつ
て、今日比較的簡単に入手できるものとしては、
ケイ酸メチル（Si（OCH3）4）、ケイ酸エチル（Si
（OC2H5）4）、ケイ酸プロピル（Si（OC3H7）4）、ホ
ウ酸メチル（Ｂ（OCH3）3）、ホウ酸エチル（Ｂ
（OC2H5）3）、リン酸メチル（Ｐ（OCH3）5）、リン
酸エチル（Ｐ（OC2H5）5）などであり、これらの
金属アルコキシドのうちから選択された少なくと
も一種を用いれば充分である。ただし、これら上
記の金属アルコレートに加えて、補助的に用いる
金属アルコキシドの例がある。それらは、例え
ば、アルミニウムアルコキシド（Al（OR）3：Ｒ
は炭素数１〜３のアルキル基）、チタンアルコキ
シド（Ti（OR）4：Ｒは炭素数１〜３のアルキル
基）などである。
ルコキシドとは、ガラス構造のうえで網目構造を
とりうる金属酸化物の金属アルコキシドであつ
て、今日比較的簡単に入手できるものとしては、
ケイ酸メチル（Si（OCH3）4）、ケイ酸エチル（Si
（OC2H5）4）、ケイ酸プロピル（Si（OC3H7）4）、ホ
ウ酸メチル（Ｂ（OCH3）3）、ホウ酸エチル（Ｂ
（OC2H5）3）、リン酸メチル（Ｐ（OCH3）5）、リン
酸エチル（Ｐ（OC2H5）5）などであり、これらの
金属アルコキシドのうちから選択された少なくと
も一種を用いれば充分である。ただし、これら上
記の金属アルコレートに加えて、補助的に用いる
金属アルコキシドの例がある。それらは、例え
ば、アルミニウムアルコキシド（Al（OR）3：Ｒ
は炭素数１〜３のアルキル基）、チタンアルコキ
シド（Ti（OR）4：Ｒは炭素数１〜３のアルキル
基）などである。
ガラスに機能を持たせるイオンは、前述したよ
うに様々のものがあるが、本発明では、これらの
活性イオンは、それらを溶存する水溶液の形で用
いる。水溶液は、要するにイオン種を溶存してい
れば良いのであるが、イオンの材料物質を水溶液
とするために、純粋を用いることはもちろんであ
るが、酸性水溶液、アルカリ性水溶液を用いるこ
とも全くさしつかえない。多くの場合、活性イオ
ン種の材料は、金属、塩、酸化物、水酸化物の形
で存在するから、これらを溶かすのに、純水の他
に塩酸希釈液、硝酸希釈液、硫酸希釈液、酢酸水
溶液、あるいは、水酸化アンモニウム水溶液を用
いるのは、水溶液を得る手段として手取り早く実
際的である。それに、酸性あるいはアルカリ性の
水溶液を添加することは、溶液を調整することに
よつて金属アルコキシドの加水分解反応を促進す
る触媒的働きがあり、推奨できる。
うに様々のものがあるが、本発明では、これらの
活性イオンは、それらを溶存する水溶液の形で用
いる。水溶液は、要するにイオン種を溶存してい
れば良いのであるが、イオンの材料物質を水溶液
とするために、純粋を用いることはもちろんであ
るが、酸性水溶液、アルカリ性水溶液を用いるこ
とも全くさしつかえない。多くの場合、活性イオ
ン種の材料は、金属、塩、酸化物、水酸化物の形
で存在するから、これらを溶かすのに、純水の他
に塩酸希釈液、硝酸希釈液、硫酸希釈液、酢酸水
溶液、あるいは、水酸化アンモニウム水溶液を用
いるのは、水溶液を得る手段として手取り早く実
際的である。それに、酸性あるいはアルカリ性の
水溶液を添加することは、溶液を調整することに
よつて金属アルコキシドの加水分解反応を促進す
る触媒的働きがあり、推奨できる。
溶媒は、加水分解反応を起こさせるのであるか
ら、水が必要である。ただ、イオン種を水溶液の
形で添加している場合は水として別個に加える必
要がないこともある。また、極めて薄い膜の状態
の混合液を想定すれば、水分は空気中から供給さ
れるから、混合液に全く水を加えなくても良い場
合すらある。溶媒として、前述したように酸ある
いはアルカリ液を加えることが、加水分解反応を
促進するから、存在することが好ましい。さらに
言えば、金属アルコキシドとして、Ｍ（OCH3）
ｘを用いた場合は、メチルアルコールを溶媒の一
成分として添加し、Ｍ（OC2H5）ｘを用いたエチ
ルアルコールを溶媒の一成分として添加すること
が、加水分解反応を促進するので好ましい実施態
様であると言える。
ら、水が必要である。ただ、イオン種を水溶液の
形で添加している場合は水として別個に加える必
要がないこともある。また、極めて薄い膜の状態
の混合液を想定すれば、水分は空気中から供給さ
れるから、混合液に全く水を加えなくても良い場
合すらある。溶媒として、前述したように酸ある
いはアルカリ液を加えることが、加水分解反応を
促進するから、存在することが好ましい。さらに
言えば、金属アルコキシドとして、Ｍ（OCH3）
ｘを用いた場合は、メチルアルコールを溶媒の一
成分として添加し、Ｍ（OC2H5）ｘを用いたエチ
ルアルコールを溶媒の一成分として添加すること
が、加水分解反応を促進するので好ましい実施態
様であると言える。
次に、加水分解を行なう混合液の各成分の適正
な割合について述べる。仮にシリコンテトラアル
コキシド（Si（OR）4）を１モル用いた場合を想定
すると、イオン種としての金属イオンは、理論上
は1PPbから1.0モルまで可能である。また、水
（H2Ｏ）の添加量は、大気中の水蒸気から水分が
供給されることを考慮すれば、全く加えない状態
から実用的には100モル程度まで可能であるが、
少なすぎると加水分解反応が遅れ、多すぎると乾
燥、焼成工程で、不都合があるから、実際的には
２〜20モル程度が適当である。塩酸、硝酸などの
酸、あるいは水酸化アンモニウム等のアルカリ液
は、全く添加しない場合から、適量加える場合ま
であるが、最大10モル程度で、それ以上加えても
あまり意味がないようである。溶媒の一成分とし
て添加させる低級アルコール類は、金属アルコキ
シドと活性イオンを含む水溶液との相溶性を向上
させる仲介の働きがあり、結果として加水分解反
応を短時間で終了させる作用が認められる。この
ような低級アルコール類の添加量は、0.2〜10モ
ル程度が適当であるが、全く加えない場合でも本
発明の実施を妨げるものではない。
な割合について述べる。仮にシリコンテトラアル
コキシド（Si（OR）4）を１モル用いた場合を想定
すると、イオン種としての金属イオンは、理論上
は1PPbから1.0モルまで可能である。また、水
（H2Ｏ）の添加量は、大気中の水蒸気から水分が
供給されることを考慮すれば、全く加えない状態
から実用的には100モル程度まで可能であるが、
少なすぎると加水分解反応が遅れ、多すぎると乾
燥、焼成工程で、不都合があるから、実際的には
２〜20モル程度が適当である。塩酸、硝酸などの
酸、あるいは水酸化アンモニウム等のアルカリ液
は、全く添加しない場合から、適量加える場合ま
であるが、最大10モル程度で、それ以上加えても
あまり意味がないようである。溶媒の一成分とし
て添加させる低級アルコール類は、金属アルコキ
シドと活性イオンを含む水溶液との相溶性を向上
させる仲介の働きがあり、結果として加水分解反
応を短時間で終了させる作用が認められる。この
ような低級アルコール類の添加量は、0.2〜10モ
ル程度が適当であるが、全く加えない場合でも本
発明の実施を妨げるものではない。
以上のような割合で混合した混合液は、そのま
まの状態では加水分解反応はゆるやかに進行する
だけであるから、反応を促進するために攪拌操作
や加熱操作を行なう。攪拌は磁石を回転子とした
攪拌装置を用いたり、超音波を混合液に印加する
方法がある。反応の終点は、急激な発熱があつた
直後、あるいは混合液が透明化するなど、劇的な
変化を呈することにより容易に知ることができ
る。かくして加水分解反応が終了したゾル液が得
られる。興味深いことには、ガラスに機能を与え
る活性イオン種を含む水溶液は、加水分解の前お
よび途中で添加できることはもちろんのこと、加
水分解反応が終了した時点でも、全く支障なく追
加的に混入できることである。
まの状態では加水分解反応はゆるやかに進行する
だけであるから、反応を促進するために攪拌操作
や加熱操作を行なう。攪拌は磁石を回転子とした
攪拌装置を用いたり、超音波を混合液に印加する
方法がある。反応の終点は、急激な発熱があつた
直後、あるいは混合液が透明化するなど、劇的な
変化を呈することにより容易に知ることができ
る。かくして加水分解反応が終了したゾル液が得
られる。興味深いことには、ガラスに機能を与え
る活性イオン種を含む水溶液は、加水分解の前お
よび途中で添加できることはもちろんのこと、加
水分解反応が終了した時点でも、全く支障なく追
加的に混入できることである。
得られたゾル液は、任意の容器あるいは平面上
に薄膜状に展開し、ピンセツト等で取り扱える程
度に硬化するまで、空気中で湿度変化を小さく保
つて放置乾燥し、その後、常温から100℃程度ま
で数日かけて、ゆるやかに乾燥する。この時点で
相当な量の水分その他の不要成分が抜けることに
なる。展開する薄膜の厚さは、数10ミクロンか
ら、上限は１mm程度とする。いずれにしても薄膜
の状態で乾燥させることで均質な乾燥が為しう
る。続いて、得られた薄膜体を複数枚積層し、
600℃までは10〜50℃／ｈの昇温速度で昇温し、
600℃から900℃にかけては、OH基による発泡現
象が起こるので、さらに緩慢に昇温することで焼
成させ、厚手のガラス体を得るものである。焼成
時のOH基による発泡を防ぐには、塩素ガス等の
ハロゲン元素のガス雰囲気中で行なうとか、ある
いは真空脱気雰囲気中で焼成することにより、ガ
ラス中に気泡のない緻密な機能性ガラスが得られ
るものである。
に薄膜状に展開し、ピンセツト等で取り扱える程
度に硬化するまで、空気中で湿度変化を小さく保
つて放置乾燥し、その後、常温から100℃程度ま
で数日かけて、ゆるやかに乾燥する。この時点で
相当な量の水分その他の不要成分が抜けることに
なる。展開する薄膜の厚さは、数10ミクロンか
ら、上限は１mm程度とする。いずれにしても薄膜
の状態で乾燥させることで均質な乾燥が為しう
る。続いて、得られた薄膜体を複数枚積層し、
600℃までは10〜50℃／ｈの昇温速度で昇温し、
600℃から900℃にかけては、OH基による発泡現
象が起こるので、さらに緩慢に昇温することで焼
成させ、厚手のガラス体を得るものである。焼成
時のOH基による発泡を防ぐには、塩素ガス等の
ハロゲン元素のガス雰囲気中で行なうとか、ある
いは真空脱気雰囲気中で焼成することにより、ガ
ラス中に気泡のない緻密な機能性ガラスが得られ
るものである。
（作用）
本発明のゾルゲル法によるガラスの製造法は、
機能性ガラスを得ることができ、しかも任意の厚
さで水分含有量の少ないガラスを得ることができ
るので、機能を発揮しやすいガラス体となるもの
である。
機能性ガラスを得ることができ、しかも任意の厚
さで水分含有量の少ないガラスを得ることができ
るので、機能を発揮しやすいガラス体となるもの
である。
（実施例 １）
ケイ酸エチル（Si（OC2H5）4）20mlを入れた100
ml入りビーカーに対して、12規定塩酸／水＝１／
４に希釈した希塩酸30mlに塩化第二鉄（Fecl3、
6H2Ｏ）10ｇを溶解した水溶液を調整し、この水
溶液の４mlを、前記したケイ酸エチル20mlと混合
する。さらにエチルアルコール３mlおよび水３ml
を添加して得られた混合液を、磁石回転子を用い
た攪拌装置により常温にて攪拌した。約５分間攪
拌したところ、混合液が発熱し、続いて混合液が
透明化したので、しばらくして攪拌を止め、加水
分解反応が進行した黄色のゾル体を得た。次い
で、このゾル体をアクリル樹脂板の上に厚さ約
0.5mmに薄く展開し、常温で湿度変化を小さく保
つて数日乾燥して硬化させた後、加熱オーブン中
で100℃３日間の加熱乾燥を行ない、適当な大き
さに断裁した後、20枚程度積層して、温度1000℃
になるまで徐々に昇温して、焼成したガラス体を
得た。得られたガラス体は、最高厚さ７mm、茶か
つ色の着色石英ガラスである。
ml入りビーカーに対して、12規定塩酸／水＝１／
４に希釈した希塩酸30mlに塩化第二鉄（Fecl3、
6H2Ｏ）10ｇを溶解した水溶液を調整し、この水
溶液の４mlを、前記したケイ酸エチル20mlと混合
する。さらにエチルアルコール３mlおよび水３ml
を添加して得られた混合液を、磁石回転子を用い
た攪拌装置により常温にて攪拌した。約５分間攪
拌したところ、混合液が発熱し、続いて混合液が
透明化したので、しばらくして攪拌を止め、加水
分解反応が進行した黄色のゾル体を得た。次い
で、このゾル体をアクリル樹脂板の上に厚さ約
0.5mmに薄く展開し、常温で湿度変化を小さく保
つて数日乾燥して硬化させた後、加熱オーブン中
で100℃３日間の加熱乾燥を行ない、適当な大き
さに断裁した後、20枚程度積層して、温度1000℃
になるまで徐々に昇温して、焼成したガラス体を
得た。得られたガラス体は、最高厚さ７mm、茶か
つ色の着色石英ガラスである。
（実施例 ２）
金属ネオジウム（Nd）３ｇを、12規定塩酸／
水＝１／４の希塩酸30mlに溶解して得た水溶液
2.3mlを、ケイ酸エチル20mlと混合し、さらに水
３mlとエチルアルコール３mlを添加して得た混合
液（うす青色）を、約10分間磁石回転子により攪
拌したところ、急激な発熱のあと、液が透明化
し、澄んだ紫色に変化した。得られた加水分解反
応後のゾル体を、実施例１と全く同様にして薄く
展開し、乾燥して積層して焼成する。ただし、焼
成炉内部を気密構造とし、内部を真空吸引してか
ら、焼成を行なつた。焼成の最高温度は1050℃で
ある。こうして得られたネオジウム含有石英ガラ
スは、内部に気泡がなくうす紫色の透明ガラスで
ある。このガラスは、プラズマ法で作製した同系
のガラスと同様の蛍光スペクトルを示した。
水＝１／４の希塩酸30mlに溶解して得た水溶液
2.3mlを、ケイ酸エチル20mlと混合し、さらに水
３mlとエチルアルコール３mlを添加して得た混合
液（うす青色）を、約10分間磁石回転子により攪
拌したところ、急激な発熱のあと、液が透明化
し、澄んだ紫色に変化した。得られた加水分解反
応後のゾル体を、実施例１と全く同様にして薄く
展開し、乾燥して積層して焼成する。ただし、焼
成炉内部を気密構造とし、内部を真空吸引してか
ら、焼成を行なつた。焼成の最高温度は1050℃で
ある。こうして得られたネオジウム含有石英ガラ
スは、内部に気泡がなくうす紫色の透明ガラスで
ある。このガラスは、プラズマ法で作製した同系
のガラスと同様の蛍光スペクトルを示した。
またキセノン（Xe）フラツシユランプ励起で
発振実験を行なつた結果10Hz以上の繰返しで安定
に発振し、耐熱負荷特性も優れていた。
発振実験を行なつた結果10Hz以上の繰返しで安定
に発振し、耐熱負荷特性も優れていた。
（実施例 ３）
酸化ユーロピウム（Eu2O3）５ｇを10重量％の
水希釈硝酸20mlに溶解して得た水溶液10mlを、ケ
イ酸メチル（Si（OCH3）4）20mlと混合し、さら
にメチルアルコール３mlを添加した混合液を、約
15分間磁石回転子により攪拌し、加水分解して得
た透明ゾル液（うすピンク色）をアクリル樹脂板
上に厚さ約0.4mmに薄く展開し、常温空気中で乾
燥することによりゲル状に硬化させ、しかる後、
実施例１と同様に加熱乾燥および積層焼成を行な
つたところ、厚さ５mmのピンク色のエルビウム含
有石英ガラスを得た。このガラスの発光特性を確
認するため、365nmの紫外線を照射し、暗所に置
いたところ、橙色の可視光線の発光が見られた。
水希釈硝酸20mlに溶解して得た水溶液10mlを、ケ
イ酸メチル（Si（OCH3）4）20mlと混合し、さら
にメチルアルコール３mlを添加した混合液を、約
15分間磁石回転子により攪拌し、加水分解して得
た透明ゾル液（うすピンク色）をアクリル樹脂板
上に厚さ約0.4mmに薄く展開し、常温空気中で乾
燥することによりゲル状に硬化させ、しかる後、
実施例１と同様に加熱乾燥および積層焼成を行な
つたところ、厚さ５mmのピンク色のエルビウム含
有石英ガラスを得た。このガラスの発光特性を確
認するため、365nmの紫外線を照射し、暗所に置
いたところ、橙色の可視光線の発光が見られた。
（効果）
本発明の機能性ガラスの製造方法は、以上のよ
うなものであり、従来ゾルゲル法によるガラス製
造法では、厚手のガラスを作成する際には、歪み
や割れを生じていたのに対して、本発明によれ
ば、薄膜硬化したものを積層して焼結させるもの
であり、歪みや割れを生じにくく、機能性ガラス
としてある程度の厚さを必要とするレーザー発振
ガラスや凝似宝石ガラス等に対しても充分対応で
きるものであり、また真空吸引下で焼成すれば、
ガラス体内部に気泡等の残留することも防ぐこと
ができる。そのうえ、乾燥工程を薄膜状態で行な
うので、ガラス成分として不要な、アルコール、
水、残留酸成分等を、低エネルギーで極力減らす
ことができるのであり、水がガラス中に存在する
ことで機能が阻害されるガラス、例えば分光フイ
ルターガラスの分光特性、発光ガラスやレーザー
発振ガラスの発光特性などの機能を阻害されるこ
とのない機能性ガラスが得られるのである。
うなものであり、従来ゾルゲル法によるガラス製
造法では、厚手のガラスを作成する際には、歪み
や割れを生じていたのに対して、本発明によれ
ば、薄膜硬化したものを積層して焼結させるもの
であり、歪みや割れを生じにくく、機能性ガラス
としてある程度の厚さを必要とするレーザー発振
ガラスや凝似宝石ガラス等に対しても充分対応で
きるものであり、また真空吸引下で焼成すれば、
ガラス体内部に気泡等の残留することも防ぐこと
ができる。そのうえ、乾燥工程を薄膜状態で行な
うので、ガラス成分として不要な、アルコール、
水、残留酸成分等を、低エネルギーで極力減らす
ことができるのであり、水がガラス中に存在する
ことで機能が阻害されるガラス、例えば分光フイ
ルターガラスの分光特性、発光ガラスやレーザー
発振ガラスの発光特性などの機能を阻害されるこ
とのない機能性ガラスが得られるのである。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 少なくともガラス母体となる金属アルコキシ
ドと、ガラスに機能を持たせるイオンを溶存する
水溶液とを含む混合液を、攪拌して加水分解反応
後のゾル液を薄膜状に展開し、乾燥後、薄膜化し
た複数枚のガラス材料を積層して焼成一体化する
ことを特徴とする機能性ガラスの製造方法。 ２ 焼成を、真空雰囲気下で行なう特許請求の範
囲第１項記載の機能性ガラスの製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28473685A JPS62143831A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | 機能性ガラスの製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28473685A JPS62143831A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | 機能性ガラスの製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62143831A JPS62143831A (ja) | 1987-06-27 |
| JPH0565449B2 true JPH0565449B2 (ja) | 1993-09-17 |
Family
ID=17682318
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28473685A Granted JPS62143831A (ja) | 1985-12-18 | 1985-12-18 | 機能性ガラスの製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62143831A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH047331U (ja) * | 1990-05-08 | 1992-01-23 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58185441A (ja) * | 1982-04-22 | 1983-10-29 | Seiko Epson Corp | 色ガラスの製造法 |
-
1985
- 1985-12-18 JP JP28473685A patent/JPS62143831A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62143831A (ja) | 1987-06-27 |
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