JPH09208233A - シリカガラスの製造法 - Google Patents

シリカガラスの製造法

Info

Publication number
JPH09208233A
JPH09208233A JP1598696A JP1598696A JPH09208233A JP H09208233 A JPH09208233 A JP H09208233A JP 1598696 A JP1598696 A JP 1598696A JP 1598696 A JP1598696 A JP 1598696A JP H09208233 A JPH09208233 A JP H09208233A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
gel
dried
container
dryer
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.)
Pending
Application number
JP1598696A
Other languages
English (en)
Inventor
Koichi Takei
康一 武井
Yoichi Machii
洋一 町井
Toshikatsu Shimazaki
俊勝 嶋崎
Hiroki Terasaki
裕樹 寺崎
Kazuo Kobayashi
和夫 小林
Yukio Sakashita
幸雄 坂下
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Resonac Corp
Original Assignee
Hitachi Chemical Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Chemical Co Ltd filed Critical Hitachi Chemical Co Ltd
Priority to JP1598696A priority Critical patent/JPH09208233A/ja
Publication of JPH09208233A publication Critical patent/JPH09208233A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B19/00Other methods of shaping glass
    • C03B19/12Other methods of shaping glass by liquid-phase reaction processes
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03CCHEMICAL 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
    • C03C1/00Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels
    • C03C1/006Ingredients generally applicable to manufacture of glasses, glazes, or vitreous enamels to produce glass through wet route

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Glass Melting And Manufacturing (AREA)
  • Silicon Compounds (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 開口部がある蓋を有する容器中でゲルを乾燥
する場合、乾燥機内位置、使用する乾燥機などが異なっ
ても割れが発生せず、製品歩留まりを向上させるシリカ
ガラスの製造法を提供する。 【構成】 開口部付近の風速が変化してもゲルの乾燥速
度に実質的な変動が発生しない0.2cm2以下0.0
08cm2以上の開口部を1個以上設けた蓋を有する容
器中でゲルを乾燥する。また、ゲルの乾燥に使用する熱
風循環方式の乾燥機内の風速のばらつきを100%以内
とするようにする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、ゾルーゲル法によ
るシリカガラスの製造法に関する。
【0002】
【従来の技術】ゾルーゲル法は、従来採用されてきた気
相法による合成石英ガラスの製造方法と比較して、1)
合成温度が低いことからエネルギーコストが低い、2)
気相法で大形・高均質ガラスを得るためには不可欠なガ
ラスの高温成形及びアニール処理なして大形・高均質な
ガラスを得ることができる、3)ゾルを容器に注入、ゲ
ル化する過程で容器形状によるゲル形状の制御が可能で
あるため、ガラスの加工コストを低減できるなどの利点
があり、研究が行われている。
【0003】ゾルーゲル法による大形の石英ガラスを製
造するプロセスは、シリコンアルコキシドなどを原料と
し、溶媒の共存下で触媒を用いて加水分解して液状のゾ
ルを作製し、これを適当な容器に注入してゲル化し、こ
のゲルを乾燥して乾燥ゲルとし、ついで焼成して緻密な
石英ガラスとするものである。このようなゾルーゲル法
による石英ガラスの製造において、ゲルの乾燥工程で割
れやクラックが発生しやすいことが知られている。
【0004】このようなゲルの乾燥工程での割れやクラ
ックの発生を防止する方法として、ゲルをガス透過性フ
イルム面を有する蓋をつけた容器中で乾燥する、ゲルを
ガス透過性フイルムで作られた袋に入れて乾燥する、開
口面積比率を規定した蓋を有する容器中に入れて乾燥す
るなど、様々な方法が提案されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし、上記の提案さ
れた方法で大形・高均質な合成石英ガラスを安定に効率
よく作製しようとした場合、様々な問題点が発生した。
すなわち、ガス透過性フイルム面を有する蓋をつけた容
器中でゲルの乾燥を行う場合、フイルムは再使用ができ
ないため、ゲルの乾燥毎にフイルム面を蓋に再構築しな
ければならないため工程数が増加し、また、ゲルの乾燥
を行う前にエージング処理を実施する場合にはエージン
グ工程と乾燥工程で容器の蓋を交換する、或いはガス透
過性フイルム面の上にガス不透過性の遮蔽板を設け乾燥
工程でこれを取り除くなどの操作が必要になった。ガス
透過性フイルムで作製された袋に入れてゲルの乾燥を行
う場合、ゲルを袋に移す過程で割れが発生する、あるい
はガス透過性フイルムで作製された袋中でゾルのゲル
化、乾燥を一貫して行う場合には袋中の異物、不純物に
よるゲル及びガラスの汚染という問題が発生した。開口
面積比率を規定した蓋を有する容器中にいれてゲルの乾
燥を行う場合、上記のガス透過性フイルムを用いる方法
で発生したような問題はないが、しかし有機溶媒を含む
製品の乾燥に一般に使用される熱風循環方式の乾燥機を
用いた場合、乾燥機内での容器の位置が異なる場合、ま
た使用する乾燥機が異なる場合にゲルの乾燥状態に大き
な差が発生し、その結果としてゲルに割れが発生し、製
品歩留まりが低下するという問題が発生した。
【0006】本発明は、開口部がある蓋を有する容器中
でゲルを乾燥する場合での上記問題点を解決するもの
で、乾燥機内位置、使用する乾燥機などが異なっても割
れが発生せず、製品歩留まりを向上させるシリカガラス
の製造法を提供するものである。
【0007】
【課題を解決するための手段】本願の第一の発明は、有
機ポリマ及び溶媒の存在下でシリコンアルコキシドの縮
重合物を塩基触媒を用いて加水分解して調製したゾルを
ゲル化し、乾燥して乾燥ゲルとし、ついで焼成してガラ
スとするシリカガラスの製造法において、ゲルの乾燥を
0.2cm2以下0.008cm2以上の面積を持つ孔を
1個以上開けた蓋を有する容器中で行うことを特徴とす
るシリカガラスの製造法である。
【0008】本願の第二の発明は、有機ポリマ及び溶媒
の存在下でシリコンアルコキシドの縮重合物を塩基触媒
を用いて加水分解して調製したゾルをゲル化して得たゲ
ルを開口部を有する容器中で熱風循環方式の乾燥機を用
いて乾燥して乾燥ゲルとし、ついで焼成してガラスとす
るシリカガラスの製造法において、乾燥機内の風速のば
らつきを100%以内とすることを特徴とするシリカガ
ラスの製造法である。
【0009】
【発明の実施の形態】すなわち、本願の第一の発明では
容器蓋に0.2cm2以下0.008cm2以上の面積を
持つ開口部を1個以上設けることとした。開口部がある
蓋を有する容器中でゲルを乾燥する場合、乾燥機内位置
や使用する乾燥機によってゲルに割れが発生する最も大
きな原因は、開口部近傍での風速が異なるため開口部を
通しての溶媒ガスの拡散速度が変化し、その結果として
ゲルの乾燥状態が変化するということであった。この原
因を取り除くためには、乾燥機内及び使用する各乾燥機
の風速を均一化することが最も有効であるが、設備コス
トが高くなる、大形の容器を数多く乾燥機内に投入した
場合、乾燥機内の風速を均一化することは困難であるな
どの問題がある。本発明では、開口部付近の風速が変化
してもゲルの乾燥速度に実質的な変動が発生しない0.
2cm2以下0.008cm2以上の開口面積を採用する
こととし、このような開口部を1個以上容器蓋に設ける
こととした。
【0010】開口部の面積は0.2cm2以下0.00
8cm2以上であることが必要である。これ以上の開口
部面積では乾燥機内の風速が異なる場合、乾燥速度に大
きな差が発生し、開口部数を多くした場合にはこれが一
層促進され、ゲルに割れが発生する確率が高くなる。一
方、開口部の面積は0.008cm2以下では乾燥速度
が著しく小さくなり、乾燥に必要な温度が高くなった
り、乾燥工程長の増加を引き起こすので好ましくない。
【0011】また、本願の第二の発明では、ゲルの乾燥
に使用する熱風循環方式の乾燥機内の風速のばらつきを
100%以内とすることにした。熱風循環方式の乾燥機
を用い、開口部がある蓋を有する容器中でゲルを乾燥す
る場合、乾燥機内位置や使用する乾燥機によってゲルに
割れが発生する最も大きな原因は、開口部近傍での風速
が異なるため開口部を通しての溶媒ガスの拡散速度が変
化し、その結果としてゲルの乾燥状態が変化するという
ことであった。この原因を取り除くためには、乾燥機内
及び使用する各乾燥機の風速を均一化することが最も有
効である。
【0012】ゲルの乾燥工程での割れ防止に対して好適
な結果を与える乾燥機内の風速のばらつきは、採用する
乾燥温度プログラムや乾燥機内の平均風速によって変化
するが、概ね最も風速の小さな位置を基準として100
%以内である。100%以上のばらつきがある場合に
は、容器毎でのゲルの乾燥状態に大きな差が発生し、割
れが発生しやすい。
【0013】ゲルの作製に使用するシリコンアルコキシ
ドの縮重合物としてはシリコンメトキシド、シリコンエ
トキシド、シリコンプロポキシドなどの縮重合物が使用
できるが、原料コスト、加水分解のしやすさ等の点でシ
リコンメトキシドの縮重合物の使用が好ましい。
【0014】ゲルの作製に使用する有機ポリマとして
は、ポリ酢酸ビニル、ポリエチレングリコール及びその
誘導体、ヒドロキシプロピルセルロースなどが使用でき
るが、大形ガラス作製の上ではポリ酢酸ビニルの使用が
好ましい。
【0015】シリコンアルコキシドの加水分解に使用す
る触媒としては、水酸化アンモニウム、水酸化テトラメ
チルアンモニウム、水酸化テトラエチルアンモニウム、
水酸化テトラn-プロピルアンモニウム、コリンなどの塩
基触媒が使用できるが、コリンが最も好適な結果を与え
るので、その使用が好ましい。
【0016】
【実施例】
実施例1 シリコンメトキシドの縮重合物100重量部にメタノー
ル50重量部、ジメチルホルムアミド35重量部、テト
ラヒドロフルフリルアルコール27重量部、ポリ酢酸ビ
ニルメタノール溶液(固形分濃度50%、重合度:15
00)5重量部を加えて30分撹拌し、これにコリンメ
タノール溶液(1M)1重量部を加え、ついで水39重
量部を撹拌しながら滴下しゾルを作製した。得られたゾ
ルを60cm角のテフロンコーテングしたステンレス製
容器6個に8kgずつ注入し、0.10cm2の面積の
開口部を6個有する蓋をし、室温に放置しでゾルをゲル
化した。容器を熱風循環方式の乾燥機内の風速が異なる
位置に置き、60℃に昇温し乾燥を開始させ、120℃
まで順次温度を上昇させて乾燥を完了させた。乾燥工程
長は10日とした。表1に容器を置いた位置の風速と得
られたゲルの状態を示す。いずれの乾燥ゲルにも割れは
観察されなかった。
【0017】実施例2 実施例1と同様にして作製したゾルを、同様の容器6個
に注入し、0.20cm2の面積の開口部を6個有する
蓋をした。以下、実施例1と同様にしてゲル化し、同じ
乾燥機の同じ位置に置き、乾燥を行った。表1に容器を
置いた位置と得られたゲルの状態を示す。いずれの乾燥
ゲルにも割れは観察されなかった。
【0018】比較例1 実施例1と同様にして作製したゾルを同様の容器6個に
注入し、0.30cm2の面積の開口部を6個有する蓋
をした。以下、実施例1と同様にしてゲル化し、同じ乾
燥機の同じ位置に置き、乾燥を行った。表1に容器を置
いた位置と得られたゲルの状態を示す。風速の大きな位
置で乾燥を行ったゲルで割れが観察された。
【0019】
【表1】 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 乾燥ゲルの割れの有無 乾燥機内位置 風速(m/s) 開口部面積(cm2) 0.10 0.20 0.30 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 1 0.8 なし なし なし 2 1.4 なし なし なし 3 1.6 なし なし なし 4 1.9 なし なし あり 5 2.0 なし なし あり 6 2.0 なし なし あり ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
【0020】実施例3 シリコンメトキシドの縮重合物100重量部にメタノー
ル50重量部、ジメチルホルムアミド35重量部、テト
ラヒドロフルフリルアルコール27重量部、ポリ酢酸ビ
ニルメタノール溶液(固形分濃度50%、重合度:15
00)5重量部を加えて30分撹拌し、これにコリンメ
タノール溶液(1M)0.5重量部を加え、ついで水3
9重量部を撹拌しながら滴下しゾルを作製した。得られ
たゾルを60cm角のテフロンコーテングしたステンレ
ス製容器6個に8kgずつ注入し、0.30cm2の面
積の開口部を6個有する蓋をし、室温に放置しでゾルを
ゲル化した。容器を加熱槽内の風速のばらつきを80%
以内に制御した熱風循環方式の乾燥機内の風速が異なる
位置に置き、60℃に昇温し乾燥を開始させ、120℃
まで順次温度を上昇させて乾燥を完了させた。乾燥工程
長は10日とした。表2に容器を置いた位置の風速と得
られたゲルの状態を示す。
【0021】
【表2】 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ゲル番号 風速(m/s) 乾燥ゲルの割れの有無 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 1 0.8 割れなし 2 1.0 割れなし 3 1.2 割れなし 4 1.3 割れなし 5 1.4 割れなし 6 1.3 割れなし ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
【0022】比較例2 実施例3と同様にして、作製したゾルを同様の容器6個
に注入し、蓋をした。実施例3と同様にしてゲル化後、
加熱槽内の風速のばらつきを150%とした乾燥機内の
異なる位置に置き、乾燥を行った。表3に容器を置いた
位置と得られたゲルの状態を示す。風速の大きな位置に
置いたゲルで割れが観察された。
【0023】
【表3】 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ ゲル番号 風速(m/s) 乾燥ゲルの割れの有無 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 7 0.8 割れなし 8 1.4 割れなし 9 1.6 割れなし 10 1.9 割れあり 11 2.0 割れあり 12 2.0 割れなし ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
【0024】
【発明の効果】本発明のゾルーゲル法によるシリカガラ
スの製造法によれば、ゲルの乾燥歩留まりを飛躍的に向
上させることができ、また設備コストの低減できるので
製品コストを低減可能である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 寺崎 裕樹 茨城県つくば市和台48 日立化成工業株式 会社筑波開発研究所内 (72)発明者 小林 和夫 東京都新宿区西新宿2丁目1番1号 日立 化成工業株式会社内 (72)発明者 坂下 幸雄 茨城県日立市東町4丁目13番1号 日立化 成工業株式会社山崎工場内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 有機ポリマ及び溶媒の存在下でシリコン
    アルコキシドの縮重合物を塩基触媒を用いて加水分解し
    て調製したゾルをゲル化し、乾燥して乾燥ゲルとし、つ
    いで焼成してガラスとするシリカガラスの製造法におい
    て、ゲルの乾燥を0.2cm2以下0.008cm2以上
    の面積を持つ孔を1個以上開けた蓋を有する容器中で行
    うことを特徴とするシリカガラスの製造法。
  2. 【請求項2】 有機ポリマ及び溶媒の存在下でシリコン
    アルコキシドの縮重合物を塩基触媒を用いて加水分解し
    て調製したゾルをゲル化して得たゲルを開口部を有する
    容器中で熱風循環方式の乾燥機を用いて乾燥して乾燥ゲ
    ルとし、ついで焼成してガラスとするシリカガラスの製
    造法において、乾燥機内の風速のばらつきを100%以
    内とすることを特徴とするシリカガラスの製造法。
JP1598696A 1996-01-31 1996-01-31 シリカガラスの製造法 Pending JPH09208233A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1598696A JPH09208233A (ja) 1996-01-31 1996-01-31 シリカガラスの製造法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP1598696A JPH09208233A (ja) 1996-01-31 1996-01-31 シリカガラスの製造法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09208233A true JPH09208233A (ja) 1997-08-12

Family

ID=11903997

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP1598696A Pending JPH09208233A (ja) 1996-01-31 1996-01-31 シリカガラスの製造法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09208233A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0382310B1 (en) Process for preparing monoliths of aerogels of metal oxides
US4937208A (en) Catalyst for sol-gel method using metal alkoxide and sol-gel method using the same
JPH09208233A (ja) シリカガラスの製造法
JP2635313B2 (ja) シリカガラスの製造法
JPH01176234A (ja) ケイ酸塩ガラスの製造法
JPH09208237A (ja) シリカガラスの製造方法
JP3048276B2 (ja) エアロゲルの製造方法
JPH01176235A (ja) シリカガラスの製造法
JP2621467B2 (ja) シリカガラスの製造法
JPH0259446A (ja) シリカガラスの製造法
JPH09208234A (ja) シリカガラスの製造法
JP2621491B2 (ja) シリカガラスの製造法
JPH04132609A (ja) 多孔質シリカゲルもしくは多孔質シリカガラスの製造法
JPH0214832A (ja) シリカガラスの製造法
JPH0259444A (ja) シリカガラスの製造法
JPH05286725A (ja) シリカガラスの製造法
JPH0259448A (ja) シリカガラスの製造法
JPH0761876B2 (ja) シリカガラスを製造する方法
JPH0259437A (ja) シリカガラスの製造法
JPH07267649A (ja) シリカガラスの製造法
JPS60141627A (ja) シリカガラスの製造方法
JPH0825757B2 (ja) シリカガラスの製造法
JPH06329425A (ja) シリカガラスの製造法
JPH0259443A (ja) シリカガラスの製造法
JPH08231230A (ja) シリカガラスの製造法