JPH11314925A - ゾル―ゲルプロセスによるシリカガラスの製造方法 - Google Patents
ゾル―ゲルプロセスによるシリカガラスの製造方法Info
- Publication number
- JPH11314925A JPH11314925A JP11037530A JP3753099A JPH11314925A JP H11314925 A JPH11314925 A JP H11314925A JP 11037530 A JP11037530 A JP 11037530A JP 3753099 A JP3753099 A JP 3753099A JP H11314925 A JPH11314925 A JP H11314925A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- sol
- mold
- pressure
- silica
- gas
- 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
- C03B19/12—Other methods of shaping glass by liquid-phase reaction processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B37/00—Manufacture or treatment of flakes, fibres, or filaments from softened glass, minerals, or slags
- C03B37/01—Manufacture of glass fibres or filaments
- C03B37/012—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments
- C03B37/014—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD]
- C03B37/016—Manufacture of preforms for drawing fibres or filaments made entirely or partially by chemical means, e.g. vapour phase deposition of bulk porous glass either by outside vapour deposition [OVD], or by outside vapour phase oxidation [OVPO] or by vapour axial deposition [VAD] by a liquid phase reaction process, e.g. through a gel phase
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P40/00—Technologies relating to the processing of minerals
- Y02P40/50—Glass production, e.g. reusing waste heat during processing or shaping
- Y02P40/57—Improving the yield, e-g- reduction of reject rates
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Glass Melting And Manufacturing (AREA)
- Manufacture, Treatment Of Glass Fibers (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】ゾル-ゲルプロセスによるシリカガラスの製造
方法の提供。 【解決手段】ゾル-ゲルプロセスによってシリカガラス
を製造する方法であって、以下の工程：シリカゾルを調
製する工程、該ゾルをガスの圧力下でモールドに注入す
る工程、及び該ゾルを該モールド中でゲル化する工程を
包含する方法。
方法の提供。 【解決手段】ゾル-ゲルプロセスによってシリカガラス
を製造する方法であって、以下の工程：シリカゾルを調
製する工程、該ゾルをガスの圧力下でモールドに注入す
る工程、及び該ゾルを該モールド中でゲル化する工程を
包含する方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はゾル-ゲルプロセス
により、シリカガラスを製造する方法に関し、より詳細
には、ゾル-ゲルプロセスによるシリカガラス製造時
に、モールドにゾルを注入する方法に関する。
により、シリカガラスを製造する方法に関し、より詳細
には、ゾル-ゲルプロセスによるシリカガラス製造時
に、モールドにゾルを注入する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】シリカガラスは、一般に透明で化学的に
不活性であり且つ高いレベルの熱安定性及び強度を有し
ながらも熱膨張率は低いという優れた特性を有するため
に、光繊維、光学用レンズのような光学装置に有用であ
る。光繊維は、基本的にはその中心のコア及び、光がそ
のコアから全反射されるようにそのコアとは異なる屈折
率を有するクラッディング(Cladding)から構成される。
光繊維は、まず、コアロッド(core rod)及びこのコアロ
ッドを取り囲むオーバークラッディングチューブを含む
光繊維前駆体(optical fiber preform)が調製され、次
いでこの前駆体が熱処理された後延伸されることにより
製造される。
不活性であり且つ高いレベルの熱安定性及び強度を有し
ながらも熱膨張率は低いという優れた特性を有するため
に、光繊維、光学用レンズのような光学装置に有用であ
る。光繊維は、基本的にはその中心のコア及び、光がそ
のコアから全反射されるようにそのコアとは異なる屈折
率を有するクラッディング(Cladding)から構成される。
光繊維は、まず、コアロッド(core rod)及びこのコアロ
ッドを取り囲むオーバークラッディングチューブを含む
光繊維前駆体(optical fiber preform)が調製され、次
いでこの前駆体が熱処理された後延伸されることにより
製造される。
【０００３】以下に、ゾル-ゲルプロセスによってシリ
カガラスから形成されるオーバークラッディングチュー
ブの製造方法を簡略に記載する。
カガラスから形成されるオーバークラッディングチュー
ブの製造方法を簡略に記載する。
【０００４】まず、シリカ粒子を水に懸濁する。前記シ
リカ粒子としてはヒュームドシリカ(fumed silica)が使
用される。ヒュームドシリカは、通常、ケイ素化合物
(例えば、四塩化ケイ素(SiCl4))を熱分解することによ
って製造されるピロジェニックシリカ(pyrogenic silic
a)である。次いで前記混合物に分散剤、結合剤及び可塑
剤を添加し十分に混合してゾルを形成する。
リカ粒子としてはヒュームドシリカ(fumed silica)が使
用される。ヒュームドシリカは、通常、ケイ素化合物
(例えば、四塩化ケイ素(SiCl4))を熱分解することによ
って製造されるピロジェニックシリカ(pyrogenic silic
a)である。次いで前記混合物に分散剤、結合剤及び可塑
剤を添加し十分に混合してゾルを形成する。
【０００５】得られたゾルを所定時間放置して熟成させ
る。熟成されたゾルから気泡を除去した後、ゲル化剤を
添加して直ちにゲル化用のモールドに注入する。ゲル化
終了後、モールドからゲルを分離した後、乾燥させる。
その後、乾燥させたゲルを熱処理してゲルから有機物を
除去する。次いで、水酸基除去プロセス及び焼結プロセ
スを実施してシリカガラスよりなるオーバークラッディ
ングチューブを完成する。
る。熟成されたゾルから気泡を除去した後、ゲル化剤を
添加して直ちにゲル化用のモールドに注入する。ゲル化
終了後、モールドからゲルを分離した後、乾燥させる。
その後、乾燥させたゲルを熱処理してゲルから有機物を
除去する。次いで、水酸基除去プロセス及び焼結プロセ
スを実施してシリカガラスよりなるオーバークラッディ
ングチューブを完成する。
【０００６】ゾルをモールドに注入する方法としては、
モールドの上から下に液状のゾルを注ぐ方法、棒及びチ
ューブを有するモールドとゾル容器との間のゾル水位差
を用いる方法、ポンプを使用する方法などが知られてい
る。前記方法中、モールドの上から下にゾルを注入する
方法は、ゾルが落下しながら気泡が発生し、このゾルか
ら形成されたゲル内に気泡が残留することによって色々
な問題が発生する。
モールドの上から下に液状のゾルを注ぐ方法、棒及びチ
ューブを有するモールドとゾル容器との間のゾル水位差
を用いる方法、ポンプを使用する方法などが知られてい
る。前記方法中、モールドの上から下にゾルを注入する
方法は、ゾルが落下しながら気泡が発生し、このゾルか
ら形成されたゲル内に気泡が残留することによって色々
な問題が発生する。
【０００７】ゾルとモールドとの間のゾル水位差を利用
する方法は、基本的にゾル容器のスムーズな上下運動が
必要なので、ゾル注入装置の設計は全体的に複雑にな
る。そしてまた、短時間内にそのゾルをモールド成形す
ることも、ゾル注入速度を所望のレベルに調節すること
も困難である。
する方法は、基本的にゾル容器のスムーズな上下運動が
必要なので、ゾル注入装置の設計は全体的に複雑にな
る。そしてまた、短時間内にそのゾルをモールド成形す
ることも、ゾル注入速度を所望のレベルに調節すること
も困難である。
【０００８】一方、ポンプを用いる方法はゾルの注入速
度を早くできるという長所を有している反面、ゾル注入
工程中不純物が注入される恐れがあって、高純度のシリ
カガラスを得難いという問題点がある。
度を早くできるという長所を有している反面、ゾル注入
工程中不純物が注入される恐れがあって、高純度のシリ
カガラスを得難いという問題点がある。
【０００９】従来のシリカゾル-ゲルモールディング技
術に対する例が、例えば、米国特許第4,574,063号(発明
の名称：Method Of Forming Glass Or Ceramic Articl
e)に開示されているが、そこにはシリカゾルをモールド
にキャスティングする方法が記載されている。一実施例
によれば、ゲル化剤を付加する以前に、懸濁液が重力に
よって1/8″テフロン(R)プラスチックチューブを通過し
て分液漏斗から移動される。他の一実施例によれば、懸
濁液がシリンダ内のモータ駆動プラスチックピストンに
よって分液漏斗からプラスチックチューブを通過してガ
ラス輸送シリンダに移動され、それからピストンによっ
て、フレキシブルプラスチックチューブとステンレスス
チール輸送チューブを通過してモールドに移動される。
このような輸送方法は、前述した水位差及びポンプを用
いた方法と類似の方法である。
術に対する例が、例えば、米国特許第4,574,063号(発明
の名称：Method Of Forming Glass Or Ceramic Articl
e)に開示されているが、そこにはシリカゾルをモールド
にキャスティングする方法が記載されている。一実施例
によれば、ゲル化剤を付加する以前に、懸濁液が重力に
よって1/8″テフロン(R)プラスチックチューブを通過し
て分液漏斗から移動される。他の一実施例によれば、懸
濁液がシリンダ内のモータ駆動プラスチックピストンに
よって分液漏斗からプラスチックチューブを通過してガ
ラス輸送シリンダに移動され、それからピストンによっ
て、フレキシブルプラスチックチューブとステンレスス
チール輸送チューブを通過してモールドに移動される。
このような輸送方法は、前述した水位差及びポンプを用
いた方法と類似の方法である。
【００１０】米国特許第5,169,421号(発明の名称：Meth
od Of Mnaufacturing Silica GlassOptical Wavelength
Preform)は、プラスチックシリカ懸濁液からシリカガ
ラス前駆体を製造するための射出成形装置を開示してい
る。この方法は、ゾル-ゲルを含んでいないし、使われ
たシリカゲルはゲル化しないゾルに比べて粘度が高いほ
うである。前記射出装置はメカニカルポンプである。
od Of Mnaufacturing Silica GlassOptical Wavelength
Preform)は、プラスチックシリカ懸濁液からシリカガ
ラス前駆体を製造するための射出成形装置を開示してい
る。この方法は、ゾル-ゲルを含んでいないし、使われ
たシリカゲルはゲル化しないゾルに比べて粘度が高いほ
うである。前記射出装置はメカニカルポンプである。
【００１１】米国特許第5,240,488号(発明の名称：Manu
facture Of Vitreous Silica Product Via A Sol-Gel P
rocess Using A Polymer Additive)は、特定添加剤を含
有しているゾルを用いているゾル-ゲル工程を記述す
る。一実施例によれば、ゾルをモールドに注いで、これ
をキャスティングしたりあるいは移動させることが一般
である。他の実施例では、ゾルをモールドの中に移動さ
せた後、モールド内を真空状態にしてゾル内の空気を除
去する。
facture Of Vitreous Silica Product Via A Sol-Gel P
rocess Using A Polymer Additive)は、特定添加剤を含
有しているゾルを用いているゾル-ゲル工程を記述す
る。一実施例によれば、ゾルをモールドに注いで、これ
をキャスティングしたりあるいは移動させることが一般
である。他の実施例では、ゾルをモールドの中に移動さ
せた後、モールド内を真空状態にしてゾル内の空気を除
去する。
【００１２】米国特許第5,578,101号(発明の名称：Meth
od Of Making a Sol-Gel Glass Body And Removing Sam
e From Mold)は、ゾル-ゲルをモールドから分離するた
めの電気化学的な過程を記述する。一実施例によればゾ
ルをモールドの中に注ぐ。
od Of Making a Sol-Gel Glass Body And Removing Sam
e From Mold)は、ゾル-ゲルをモールドから分離するた
めの電気化学的な過程を記述する。一実施例によればゾ
ルをモールドの中に注ぐ。
【００１３】従来技術に対する考察結果に基づいて、本
発明者らは不純物流入及び気泡発生無しに、短時間内に
シリカゾルをモールドに移動させうる方法が必要という
ことを認識するようになった。
発明者らは不純物流入及び気泡発生無しに、短時間内に
シリカゾルをモールドに移動させうる方法が必要という
ことを認識するようになった。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、前記
問題点を解決して不純物流入及び気泡発生を最小に抑え
るだけでなく、短時間内に注入できるゾル-ゲル工程用
シリカガラスの製造方法を提供することである。
問題点を解決して不純物流入及び気泡発生を最小に抑え
るだけでなく、短時間内に注入できるゾル-ゲル工程用
シリカガラスの製造方法を提供することである。
【００１５】
【課題を解決するための手段】前記の目的を達成するた
めに本発明では、シリカゾルを形成する工程と、前記ゾ
ルをモールドに注入し、この際ゾルの注入が不活性ガス
の圧力によって調節される工程と、モールドに注入され
たゾルをゲル化させる工程とを含むゾル-ゲル工程用シ
リカガラスの製造方法を提供する。
めに本発明では、シリカゾルを形成する工程と、前記ゾ
ルをモールドに注入し、この際ゾルの注入が不活性ガス
の圧力によって調節される工程と、モールドに注入され
たゾルをゲル化させる工程とを含むゾル-ゲル工程用シ
リカガラスの製造方法を提供する。
【００１６】前記ガスは浄化された空気または不活性ガ
スであることが望ましい。ここで不活性ガスとしてはア
ルゴンまたは窒素を使用する。前記ガスの圧力は約0.01
kg/cm2〜約2.5kg/cm2、特に約0.3 kg/cm2〜約0.8kg/cm
2であることが望ましい。
スであることが望ましい。ここで不活性ガスとしてはア
ルゴンまたは窒素を使用する。前記ガスの圧力は約0.01
kg/cm2〜約2.5kg/cm2、特に約0.3 kg/cm2〜約0.8kg/cm
2であることが望ましい。
【００１７】
【発明の実施の形態】従来の技術に従ってゾルとモール
ドのゾル水位差を用いてゾルをモールドに注入する方法
が図1に示されている。このような方法では棒12及びチ
ューブ11を有するモールド13とゾル容器14を使用する。
この方法はゾル15とモールド13との間の水位差を利用す
るが、基本的にゾル容器14の上下運動が自由になされる
べきなのでゾル注入装置設計が全体的に複雑になる。
ドのゾル水位差を用いてゾルをモールドに注入する方法
が図1に示されている。このような方法では棒12及びチ
ューブ11を有するモールド13とゾル容器14を使用する。
この方法はゾル15とモールド13との間の水位差を利用す
るが、基本的にゾル容器14の上下運動が自由になされる
べきなのでゾル注入装置設計が全体的に複雑になる。
【００１８】本発明によるシリカガラスの製造方法は、
ゾルをモールドに注入する過程で、ガスの圧力を利用し
てゾルの注入量と注入速度を自由に調節することにその
特徴がある。以下、本発明によるシリカガラスの製造方
法を記載する。
ゾルをモールドに注入する過程で、ガスの圧力を利用し
てゾルの注入量と注入速度を自由に調節することにその
特徴がある。以下、本発明によるシリカガラスの製造方
法を記載する。
【００１９】まず、シリカ、分散剤、結合剤及び溶媒を
混合してゾルを形成する。得られたゾルを所定時間熟成
してゾル内のシリカ粒子を安定化させる。このように安
定化されたゾルにゲル化剤を添加する。この際、前記ゾ
ルのpHは9〜11であることが好ましい。ゾルのpHが前記
範囲から外れる場合には、酸性または塩基性溶液を利用
してゾルのpHを調節する。次いで、真空ポンプを利用し
て前記ゾル内に含まれていた気泡を除去する。気泡が除
去されたゾルをチューブ及び棒を有するモールドに注入
する。モールドへのゾルの注入は、図2を参照して説明
すれば次の通りである。
混合してゾルを形成する。得られたゾルを所定時間熟成
してゾル内のシリカ粒子を安定化させる。このように安
定化されたゾルにゲル化剤を添加する。この際、前記ゾ
ルのpHは9〜11であることが好ましい。ゾルのpHが前記
範囲から外れる場合には、酸性または塩基性溶液を利用
してゾルのpHを調節する。次いで、真空ポンプを利用し
て前記ゾル内に含まれていた気泡を除去する。気泡が除
去されたゾルをチューブ及び棒を有するモールドに注入
する。モールドへのゾルの注入は、図2を参照して説明
すれば次の通りである。
【００２０】図2に示したように、ゾル注入装置25の内
部には、ゾル24が入っている容器23が配置されている。
この際ゾル注入装置25はその端部が丸くされ、ステンレ
ススチールよりなっていて10kg/cm2の圧力に耐えられる
と同時に、ゾルからの気泡の除去のための真空条件に耐
えられる構造を有するものである。
部には、ゾル24が入っている容器23が配置されている。
この際ゾル注入装置25はその端部が丸くされ、ステンレ
ススチールよりなっていて10kg/cm2の圧力に耐えられる
と同時に、ゾルからの気泡の除去のための真空条件に耐
えられる構造を有するものである。
【００２１】図2に示したガス注入部26は、ゾル注入装
置25の中へ高純度のアルゴン(Ar)、窒素(N2)などのよう
なガスを注入する入口であり、圧力調節弁27はゾル注入
装置25の中へ注入されたガスの圧力を調節することによ
ってゾルの注入速度を調節する役割をする。あるいは、
圧力はガス供給器のレギュレーターによって調節可能で
ある。また真空ゲージ部28は、ゾル注入装置25内の圧力
状態を示し、ゾル運搬通路部29は、ゾル容器23からモー
ルド30にゾルが運搬される通路である。
置25の中へ高純度のアルゴン(Ar)、窒素(N2)などのよう
なガスを注入する入口であり、圧力調節弁27はゾル注入
装置25の中へ注入されたガスの圧力を調節することによ
ってゾルの注入速度を調節する役割をする。あるいは、
圧力はガス供給器のレギュレーターによって調節可能で
ある。また真空ゲージ部28は、ゾル注入装置25内の圧力
状態を示し、ゾル運搬通路部29は、ゾル容器23からモー
ルド30にゾルが運搬される通路である。
【００２２】ゾル運搬通路部29は、テフロンTM、ポリウ
レタン、ポリスチレン、ポリエチレン及びポリプロピレ
ンのような高分子から形成されることが望ましい。この
ような高分子から形成されるゾル運搬通路部29は、その
管理が容易になるように、容易に洗浄される。通路部の
摩耗により引き起こされる不純物のゾル内への流入の可
能性又はゾル注入過程での気泡発生の可能性が最小化さ
れる。
レタン、ポリスチレン、ポリエチレン及びポリプロピレ
ンのような高分子から形成されることが望ましい。この
ような高分子から形成されるゾル運搬通路部29は、その
管理が容易になるように、容易に洗浄される。通路部の
摩耗により引き起こされる不純物のゾル内への流入の可
能性又はゾル注入過程での気泡発生の可能性が最小化さ
れる。
【００２３】前述したようなゾル注入装置は、従来のゾ
ル注入装置に比べて簡単な構造である。即ち、ゾル注入
装置の圧力が、所定値、例えば0.01〜2.5kg/cm2であれ
ば、モールドにゾルが注入できる。ゾルとモールドとの
間のゾル水位差を用いるゾル注入のために必要とされる
ゾル容器の上下運動補助装置は不要である。また、気泡
の消去が必要な場合には、ゾルをモールドに注入する前
に、真空ポンプを用いて減圧することによって前述した
ゾル注入装置内のゾルから気泡を除去することができ
る。従って、気泡の除去工程は、調製されたゾルを注入
装置に注入する以前及び/または以後に実施することが
できる。
ル注入装置に比べて簡単な構造である。即ち、ゾル注入
装置の圧力が、所定値、例えば0.01〜2.5kg/cm2であれ
ば、モールドにゾルが注入できる。ゾルとモールドとの
間のゾル水位差を用いるゾル注入のために必要とされる
ゾル容器の上下運動補助装置は不要である。また、気泡
の消去が必要な場合には、ゾルをモールドに注入する前
に、真空ポンプを用いて減圧することによって前述した
ゾル注入装置内のゾルから気泡を除去することができ
る。従って、気泡の除去工程は、調製されたゾルを注入
装置に注入する以前及び/または以後に実施することが
できる。
【００２４】このようなゾル注入装置を用いる、モール
ド30へのゾルの注入前に、ガス注入部26を通じてゾル注
入装置25の中へガスを注入する。次いで、ゾル注入装置
25の中へ注入されたガスの圧力を、所定圧力範囲内に調
節すれば、ゾル容器23中のゾル24が、ゾル運搬通路部29
を経てチューブ21及び棒22を有するモールド30に注入さ
れる。
ド30へのゾルの注入前に、ガス注入部26を通じてゾル注
入装置25の中へガスを注入する。次いで、ゾル注入装置
25の中へ注入されたガスの圧力を、所定圧力範囲内に調
節すれば、ゾル容器23中のゾル24が、ゾル運搬通路部29
を経てチューブ21及び棒22を有するモールド30に注入さ
れる。
【００２５】気泡が除去されたゾルをモールドに注入し
た後、モールド内でゾルをゲル化させる。ゲル化後、モ
ールド30から棒22を除去した後、ゲルを乾燥させる。乾
燥させたゲルを300〜600℃で(昇温速度:10〜100℃/時
間)熱処理して、ゲルから有機物を除去する。その後、
ゲルをガラス化させるために500〜1000℃に昇温し(昇温
速度:100℃/時間)、所定時間熱処理する。ここで、ガラ
ス化は、水酸化基を除去するために、塩素ガス雰囲気下
で実施した。次いで、得られた物質をヘリウムガス雰囲
気下で1100〜1400℃に昇温し(昇温温度:100℃/時間)、
約5時間熱処理する。
た後、モールド内でゾルをゲル化させる。ゲル化後、モ
ールド30から棒22を除去した後、ゲルを乾燥させる。乾
燥させたゲルを300〜600℃で(昇温速度:10〜100℃/時
間)熱処理して、ゲルから有機物を除去する。その後、
ゲルをガラス化させるために500〜1000℃に昇温し(昇温
速度:100℃/時間)、所定時間熱処理する。ここで、ガラ
ス化は、水酸化基を除去するために、塩素ガス雰囲気下
で実施した。次いで、得られた物質をヘリウムガス雰囲
気下で1100〜1400℃に昇温し(昇温温度:100℃/時間)、
約5時間熱処理する。
【００２６】以下、本発明のシリカガラスの製造方法を
以下の実施例によって記載するが、本発明は、下記実施
例だけに限定されることではない。
以下の実施例によって記載するが、本発明は、下記実施
例だけに限定されることではない。
【実施例】ボールミル中で5,600gのヒュームシリカと1
4,000gの脱イオン水とを24時間混合した後、その混合物
を120℃にセットされたオーブン内で24時間乾燥した。
乾燥した混合物をふるい(#20メッシュ)にかけた後、800
℃の炉で3時間熱処理して熱処理されたシリカ粉末を得
た。
4,000gの脱イオン水とを24時間混合した後、その混合物
を120℃にセットされたオーブン内で24時間乾燥した。
乾燥した混合物をふるい(#20メッシュ)にかけた後、800
℃の炉で3時間熱処理して熱処理されたシリカ粉末を得
た。
【００２７】5,600gの熱処理されたシリカ粉末、1,400g
のヒュームドシリカ、5,600gの脱イオン水及び700gの25
重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶
液、21gのポリエチルオキサゾリン及び63gのグリセリン
の混合物をホモジナイザーを用いて6,000rpmで2分間攪
拌した。この混合物と20kgのガラスボールをボールミル
中で6時間混合した後、常温で18時間熟成処理した。
のヒュームドシリカ、5,600gの脱イオン水及び700gの25
重量%のテトラメチルアンモニウムヒドロキシド水溶
液、21gのポリエチルオキサゾリン及び63gのグリセリン
の混合物をホモジナイザーを用いて6,000rpmで2分間攪
拌した。この混合物と20kgのガラスボールをボールミル
中で6時間混合した後、常温で18時間熟成処理した。
【００２８】熟成処理したゾルに238gの乳酸エチルを添
加して5分間混合した。次いで、真空ポンプを用いて前
記混合物から気泡を除去した。気泡が除去されたゾルを
図2に示したようなゾル注入装置のゾル容器に入れて、
0.5kg/cm2の不活性ガスを装置に適用することによって
ゾルをモールドの中へ注入した。モールドの中へ注入さ
れたゾルをゲル化させた。50分間のゲル化の後、そのゲ
ルを２時間熟成処理した。次いで、モールドから棒を除
去し、次いでゲルを35℃、相対湿度(RH)65%にセットした
インキュベーター内で約60時間乾燥させた。
加して5分間混合した。次いで、真空ポンプを用いて前
記混合物から気泡を除去した。気泡が除去されたゾルを
図2に示したようなゾル注入装置のゾル容器に入れて、
0.5kg/cm2の不活性ガスを装置に適用することによって
ゾルをモールドの中へ注入した。モールドの中へ注入さ
れたゾルをゲル化させた。50分間のゲル化の後、そのゲ
ルを２時間熟成処理した。次いで、モールドから棒を除
去し、次いでゲルを35℃、相対湿度(RH)65%にセットした
インキュベーター内で約60時間乾燥させた。
【００２９】乾燥されたゲルを１時間当り10℃の昇温速
度で120℃まで昇温させた後、同じ温度で24時間乾燥し
てゲル内に残留する水分を除去した。次いで、前記得ら
れた物質を１時間当り50℃の昇温速度で600℃まで昇温
させた後、同じ温度で熱処理して乾燥ゲルから有機物を
除去した。有機物が除去されたゲルを１時間当り100℃
で1000℃まで昇温して、5時間同温度に維持してガラス
化させた。ここで、ガラス化は、水酸基を除去するため
に、塩素ガス雰囲気下で行った。
度で120℃まで昇温させた後、同じ温度で24時間乾燥し
てゲル内に残留する水分を除去した。次いで、前記得ら
れた物質を１時間当り50℃の昇温速度で600℃まで昇温
させた後、同じ温度で熱処理して乾燥ゲルから有機物を
除去した。有機物が除去されたゲルを１時間当り100℃
で1000℃まで昇温して、5時間同温度に維持してガラス
化させた。ここで、ガラス化は、水酸基を除去するため
に、塩素ガス雰囲気下で行った。
【００３０】最後に、得られた物質をヘリウムガス雰囲
気下で１時間当り100℃の昇温速度で1450℃まで昇温
し、この温度でゲルを1時間焼結することによって、内
径22mm、外径67mm及び長さ1000mmのシリカガラスチュー
ブを製造した。前述した製造過程に従って製造されたシ
リカガラスチューブの収縮率を測定した。
気下で１時間当り100℃の昇温速度で1450℃まで昇温
し、この温度でゲルを1時間焼結することによって、内
径22mm、外径67mm及び長さ1000mmのシリカガラスチュー
ブを製造した。前述した製造過程に従って製造されたシ
リカガラスチューブの収縮率を測定した。
【００３１】測定の結果、シリカガラスは、従来の方法
によって製造されたものよりも、低い約24％の収縮率を
有し、純度も非常に優れていた。
によって製造されたものよりも、低い約24％の収縮率を
有し、純度も非常に優れていた。
【００３２】
【発明の効果】本発明によれば、ゾルをモールドに注入
する過程での不純物流入及び気泡発生を最小に抑えるこ
とができるだけでなく、ゾルの注入量及び注入速度が自
由に調節できる。従って、粘度が高いゾルでも短時間内
にモールドにゾルが注入できる。即ち、従来の場合に比
べてゾル注入時間を短縮化でき、生産性を向上させるこ
とができる。
する過程での不純物流入及び気泡発生を最小に抑えるこ
とができるだけでなく、ゾルの注入量及び注入速度が自
由に調節できる。従って、粘度が高いゾルでも短時間内
にモールドにゾルが注入できる。即ち、従来の場合に比
べてゾル注入時間を短縮化でき、生産性を向上させるこ
とができる。
【図1】従来の方法によってゾルをモールドに注入する
過程を説明するための図面である。
過程を説明するための図面である。
【図2】本発明の好ましい一実施例に従ってゾルをモー
ルドに注入する過程を説明するための図面である。
ルドに注入する過程を説明するための図面である。
11 チューブ 12 棒 13 モールド 14 ゾル容器 15 ゾル 21 チューブ 22 棒 23 ゾル容器 24 ゾル 25 ゾル注入装置 26 ガス注入部 27 圧力調節弁 28 真空ゲージ部 29 ゾル運搬通路部 30 モールド
Claims (15)
- 【請求項1】ゾル-ゲルプロセスによってシリカガラスを
製造する方法であって、以下の工程：シリカゾルを調製
する工程、該ゾルをガスの圧力下でモールドに注入する
工程、及び該ゾルを該モールド中でゲル化する工程、を
包含する方法。 - 【請求項2】前記ガスが浄化された空気または不活性ガ
スである請求項1記載の方法。 - 【請求項3】前記不活性ガスがアルゴンまたは窒素であ
る請求項2記載の方法。 - 【請求項4】前記注入工程における前記ガスの圧力が約
0.01 kg/cm2と約2.5kg/cm2との間の範囲にある請求項1
記載の方法。 - 【請求項5】前記シリカゾルを調製する工程が、シリ
カ、結合剤、分散剤、ゲル化剤及び溶媒を混合する工程
をさらに含む請求項1記載の方法。 - 【請求項6】前記シリカゾルを調製する工程が、前記混
合されたゾルを気泡を除去するために減圧に曝露する工
程をさらに含む請求項5記載の方法。 - 【請求項7】以下の工程：前記モールドから前記ゲル化
されたゾルを分離する工程、及び不純物を除去しそして
ゾルを焼結するために、該ゲル化されたゾルを熱処理す
る工程、をさらに含む請求項1記載の方法。 - 【請求項8】前記注入工程が、以下の工程：前記シリカ
ゾルをチャンバー内に配置する工程、及びシリカゾルを
チャンバーから運搬通路部を通過してモールドに移動さ
せるためにガスの圧力を該チャンバーにかける工程、を
さらに含む請求項1記載方法。 - 【請求項9】ガスの圧力をかける前記工程において、シ
リカゾルが移動される間、圧力を所定値に維持する工程
をさらに含む請求項8記載の方法。 - 【請求項１０】前記所定値が約0.01 kg/cm2と2.5kg/cm2
との間の範囲にある請求項9記載の方法。 - 【請求項１１】前記圧力がチャンバー上に備えられてい
る圧力調節弁を用いることによって所定値に維持される
請求項9記載の方法。 - 【請求項１２】前記ゾルの移動が運搬通路部内の弁によ
って調節される請求項9記載の方法。 - 【請求項１３】前記運搬通路部が高分子から形成されて
いる請求項８記載の方法。 - 【請求項１４】前記高分子がポリテトラフルオロエチレ
ン、ポリウレタン、ポリスチレン、ポリエチレン及びポ
リプロピレンからなる群から選択される請求項１３記載
の方法。 - 【請求項１５】チャンバー内に前記ゾルを配置した後、
チャンバー内を減圧してゾルから気泡を除去する工程を
さらに含む請求項8記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR98-4604 | 1998-02-16 | ||
| KR1019980004604A KR100238191B1 (ko) | 1998-02-16 | 1998-02-16 | 실리카 글래스의 제조방법 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11314925A true JPH11314925A (ja) | 1999-11-16 |
| JP3059152B2 JP3059152B2 (ja) | 2000-07-04 |
Family
ID=19533129
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11037530A Expired - Fee Related JP3059152B2 (ja) | 1998-02-16 | 1999-02-16 | ゾル―ゲルプロセスによるシリカガラスの製造方法 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6299822B1 (ja) |
| JP (1) | JP3059152B2 (ja) |
| KR (1) | KR100238191B1 (ja) |
| CN (1) | CN1094472C (ja) |
| GB (1) | GB2334254B (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100334763B1 (ko) * | 2000-04-18 | 2002-05-03 | 윤종용 | 다공 구조 광섬유의 제조 방법 및 제조 장치 |
| IT1318617B1 (it) * | 2000-07-10 | 2003-08-27 | Novara Technology Srl | Processo sol-gel per la produzione di geli secchi di grandidimensioni e vetri derivati. |
| US6467312B1 (en) * | 2000-07-11 | 2002-10-22 | Fitel Usa Corp. | Sol gel method of making an optical fiber with multiple apetures |
| US6445861B1 (en) * | 2000-08-18 | 2002-09-03 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Sol-gel processing to form doped sol-gel monoliths inside hollow core optical fiber and sol-gel core fiber devices made thereby |
| US6679945B2 (en) * | 2000-08-21 | 2004-01-20 | Degussa Ag | Pyrogenically prepared silicon dioxide |
| KR100722377B1 (ko) * | 2001-09-11 | 2007-05-28 | 재단법인 포항산업과학연구원 | 투명 실리카 글래스의 제조 방법 |
| AU2002224966A1 (en) * | 2001-12-21 | 2003-07-09 | Pirelli & C. S.P.A. | Process for manufacturing a micro-structured optical fibre |
| US7000885B2 (en) * | 2002-02-01 | 2006-02-21 | Simax Technologies, Inc. | Apparatus and method for forming a sol-gel monolith utilizing multiple casting |
| KR20030068730A (ko) * | 2002-02-16 | 2003-08-25 | 삼성전자주식회사 | 솔-젤 공정의 매크로 버블 제거 방법 |
| US6904663B2 (en) * | 2002-11-04 | 2005-06-14 | Taylor Made Golf Company, Inc. | Method for manufacturing a golf club face |
| EP1628924B1 (en) * | 2003-05-30 | 2011-02-23 | Prysmian S.p.A. | Method and apparatus for forming a preform for a micro-structured optical fiber |
| US7258158B2 (en) * | 2004-07-28 | 2007-08-21 | Howmet Corporation | Increasing stability of silica-bearing material |
| US20070039561A1 (en) * | 2005-08-12 | 2007-02-22 | Tarlton Peter B | Luminous Resilient Leash |
| CN113248120B (zh) * | 2020-02-11 | 2023-12-22 | 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 | 一种溶胶凝胶法制备玻璃的生产设备及相关制备方法 |
| US20250051212A1 (en) * | 2023-08-10 | 2025-02-13 | The Aerospace Corporation | Self-healing oxides for ionizing radiation damage |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3222435A (en) * | 1963-04-30 | 1965-12-07 | Jr Edward J Mellen | Injection molding of ceramic cores |
| US4574063A (en) | 1983-05-09 | 1986-03-04 | Corning Glass Works | Method of forming glass or ceramic article |
| IT1179876B (it) | 1984-12-18 | 1987-09-16 | Cselt Centro Studi Lab Telecom | Apparecchiatura per la produzione continua di fibre ottiche |
| US5047182A (en) * | 1987-11-25 | 1991-09-10 | Ceramics Process Systems Corporation | Complex ceramic and metallic shaped by low pressure forming and sublimative drying |
| US5169421A (en) | 1990-09-15 | 1992-12-08 | The Furukawa Electric Co., Ltd. | Method of manufacturing silica glass optical waveguide preform |
| US5240488A (en) | 1992-08-14 | 1993-08-31 | At&T Bell Laboratories | Manufacture of vitreous silica product via a sol-gel process using a polymer additive |
| US5578101A (en) | 1995-09-01 | 1996-11-26 | Lucent Technologies Inc. | Method of making a sol-gel glass body and removing same from mold |
-
1998
- 1998-02-16 KR KR1019980004604A patent/KR100238191B1/ko not_active Expired - Fee Related
-
1999
- 1999-02-12 US US09/249,482 patent/US6299822B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1999-02-14 CN CN99100805A patent/CN1094472C/zh not_active Expired - Fee Related
- 1999-02-16 GB GB9903340A patent/GB2334254B/en not_active Expired - Fee Related
- 1999-02-16 JP JP11037530A patent/JP3059152B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR19990070003A (ko) | 1999-09-06 |
| GB9903340D0 (en) | 1999-04-07 |
| JP3059152B2 (ja) | 2000-07-04 |
| CN1094472C (zh) | 2002-11-20 |
| GB2334254B (en) | 2000-03-29 |
| KR100238191B1 (ko) | 2000-02-01 |
| US20010030388A1 (en) | 2001-10-18 |
| US6299822B1 (en) | 2001-10-09 |
| GB2334254A (en) | 1999-08-18 |
| CN1227823A (zh) | 1999-09-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP3059152B2 (ja) | ゾル―ゲルプロセスによるシリカガラスの製造方法 | |
| JP3387562B2 (ja) | ガラス質シリカ製品の作製 | |
| JP2663275B2 (ja) | 溶融シリカガラス物品の製造方法 | |
| JP3505109B2 (ja) | ゾルゲル法を利用して物品を形成する方法 | |
| EP0473104A1 (en) | Method for manufacturing a silica glass base material | |
| AU3467093A (en) | Sol-gel process for forming a germania-doped silica glass rod | |
| US6442977B1 (en) | Sol-gel process for fabricating germanium-doped silica article | |
| JP4215997B2 (ja) | ゾル−ゲル技術を使用したシリカ体の製造 | |
| US5919280A (en) | Method for fabricating silica glass | |
| US6457329B1 (en) | Process for fabricating sol-gel article involving low-shrinkage formulation | |
| JP2001089166A (ja) | チューブ型シリカガラスの製造方法 | |
| KR19990030074A (ko) | 졸-겔 압출성형을 이용한 실리카 제품의 제조방법 | |
| JP2001213628A (ja) | ゾル・ゲル法を利用した高純度シリカガラスの製造方法 | |
| EP1061050A1 (en) | Process for fabricating an article via sol-gel processing | |
| JP2001302253A (ja) | 製品の製造方法 | |
| KR100549422B1 (ko) | 졸-겔 공정용 실리카 글래스 조성물 및 이를 이용한 실리카 글래스의 제조방법 | |
| KR20000060200A (ko) | 졸-겔 공정용 실리카 글래스의 제조방법 | |
| KR100312230B1 (ko) | 메탈이 도핑된 실리카 글래스의 제조 방법 | |
| KR20040001574A (ko) | 솔-젤 공법을 이용한 실리카 글라스 제조 방법 | |
| KR20000060573A (ko) | 졸-겔 공정용 실리카 글래스 조성물 | |
| KR20010061003A (ko) | 솔-젤 공법을 이용한 균열없는 실리카 글래스 제조방법 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |