JPS604128B2 - 溶融シリカの製法及びその装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、溶融シリカの製法及びその装置さらに詳しく
は移動可能な炉床を具えた密閉式炉の炉床上に溶融シリ
カ粒状物を載層し、さらにその上に原料二酸化ケイ素の
粒状物及び又は塊状物を敦暦して加熱溶融する溶融シリ
カの製法及びその装置に関する。

溶融シリカは比較的不純物の少ない二酸化ケイ素を加熱
溶融したものであって、現在主として耐火材料や電子材
料に使用されている。

しかし、電子技術の進歩と共に高純度「高品質のものが
要求されるようになり、電子部品の封止材として用いら
れる溶融シリカもＱ−線の含有量の少し、ものが要求さ
れている。溶融シリカの製法としてはいるいる提案され
ている。

例えば二酸化ケイ素をカーボン電極によりアークを発生
させ溶融する方法或いはジルコニア煉瓦を用いた炉体に
原料二酸化ケイ素粉末を供給すると共に酸水素炎により
溶融する方法がある。しかし、前者はカーボン電極を用
いているので、溶融シリカ中にカーボンが混入するので
その分離除去が困難であるので、現在は後者の方法が主
として採用されている。しかし後者によっても電子材料
例えばトランジェスターやＩＣなどの樹脂封止材として
用いる場合、炉材のジルコニア煉瓦中に徴量存在するウ
ランが徴量に混入されて来る欠点がある。そのため原料
二酸化ケイ素の不純物の少し、ものを選択し、さらにこ
れを粉砕し、浮遊選鉱したり酸処理したり、適当な不純
物の除去手段を行った原料を用いても溶融シリカ製造装
置の炉材から不純物が溶融シリカ中に混入することは避
けられない。本発明はこれらの欠点を解決することを目
的とするもので、不純物の含有量の少ない二酸化ケイ素
を使用し、直接不純物の混入しないようにした装置すな
わち、可動式炉床の上に溶融シリカ粒状物さらにその上
に原料二酸化珪素塊状物を敦暦し、炉上部から高温加熱
することにより不純物特にウラン含有量の少ない溶融シ
リカの製法及びその装置を提供しようとするものである
。すなわち、本発明の第１の発明は、移動可能な炉床に
原料二酸化ケイ素を戦遣して加熱溶融する密閉式炉によ
り溶融シリカを製造するにあたり、炉床上に設けた耐熱
材料からなる容器に粒度１〜２５肋の溶融シリカ粒、さ
らにその上に粒度３０〜１０仇吻の原料二酸化ケイ素塊
を鼓遣し、これを移動させながら少くとも温度１７５０
午０以上に加熱することを特徴とする溶融シリカの製法
であり、第２の発明は、移動可能な炉床に原料二酸化ケ
イ素を敦直して、移動しながら加熱する密閉式炉におい
て、炉床上に、溶融シリカ粒、さらにその上に原料二酸
化ケイ素塊を載層する耐熱材料製の容器を炉床上に配談
することを特徴とする溶融シリカ製造装置である。以下
図面に従って本発明をさらに説明する。

図面は、本発明の実施例の溶融シリカ製造装置を示すも
のであって、第１図は装置の正面の断面図、第２図はそ
の側面の断面図、第３図、第４図「第５図は他の実施例
の側面の断面図である。まず第１図および第２図に示す
ように、炉体１は水冷式ステンレス製のほぼ立方体形の
形状をした箱型炉体からなり、さらにその上面には酸水
素バーナー５を具備した水冷式ステンレス製の炉蓋３が
配設されたものである。また炉床は移動装置８の上にス
テンレス製容器２の中にまず溶融シリカ粒６、次いで原
料二酸化ケイ素７を順に載層し、移動しながら上部酸水
素バーナー５で加熱溶融される。

炉体１の縦方向両側面には移動可能な炉床の出入口とな
る開閉自在な関口部が設けられている。さらに、ステン
レス製容器２の内側には石英ガラス板４が例えば無機接
着剤などを介して固定し、直接ステンレス製容器２と原
料二酸化ケイ素と接触しないようにする。

このようにすれば不純物が混入しない。第１図および第
２図は、ステンレス製容器２が１個の場合を示したもの
であるが、第３図および第４図に示すように炉体が大き
い場合はこれを１個以上用いることができ大量に製造す
るのに適したものとなる。

この場合、第３図及び第４図に示すようにそれぞれ長い
台車及び無限軌道等の移動装置８を用いる。しかし、第
５図に示すように炉床が上下に移動する構造のものは炉
床を上下させる支持装置が大きくする必要があるので余
り大きい形状のものとすることは困難であるが、小型で
あるので温度管理や取り扱いが容易であるという利点が
ある。

炉体の形状は、立方体、長方形等の各種形状のものとす
ることができ特に制限はなく、ステンレス製容器が台車
や無限軌道などの移動装置８の上に戦遣して、移動でき
る移動装置であればよい。移動装置８は耐熱性材料で構
成され、加熱変形がなく「移動可能なものであればよい
。又、移動装置８は特に冷却をする必要はないが水冷し
た方が製品の取り出しが容易となる。この場合、熱放散
が大きくなるため、前記したようにステンレス製容器の
内側に耐火材料例えば石英ガラス板等を取付けることが
好ましい。原料７を溶融するバーナー５は炉体中央部上
部または側部から直接ステンレス製容器２内の原料に噴
射されるように設ける。バーナーの燃料としては水素、
プロパン等のガス状のものが好ましい。また、炉体の熱
効率を向上させると共に寿命を向上させるには、炉体の
前に子熱室、後に冷却室を設けることが好ましい。

次に本発明の装置を用いて溶融シリカを製造する方法に
ついて説明する。

ステンレス製容器２には厚さ１〜１仇奴好ましくは５肋
程度の石英ガラス板４を無機接着剤により接着し、その
上に溶融シリカ粒６、例えば粒度１〜３仇舷程度の大き
さのものを容器底部に均一に敷き、その上に粒度３０〜
１５仇肋好ましくは４０〜ｌｏｗ帆の原料二酸化ケイ素
を載層する。

このようなステンレス製容器２を前記した移動装置によ
り移動させながら、炉上部または側部から温度１７５０
００以上に加熱する。

この場合、原料二酸化ケイ素は加熱による衝撃により、
粗砕されると共に炉内高温度領域に一定時間帯留すると
溶融体となり、冷却されて製品となる。

以上説明したように本発明は、移動装置の上にステンレ
ス製容器を配置し、この容器内に溶融シリカ粒、さらに
この上に原料魂を載直し、これを移動させながら加熱す
るようにした溶融シリカ製造装置であって、本発明によ
れば、菱樽から不純物が混入することがなく、また、原
料の微粉砕のための動力が少くてすみ、ステンレス製容
器に溶着することなく、連続的に製品を取り出すことが
できるすぐれた装置である。

以下実施例をあげてさらに詳しく説明する。

実施例第１図および第２図に示す構造の装置により溶融
シリカを製造した。

炉体は縦１００伍吻横１００仇帆高さ１００伍吻の立方
体のものを使用し、第１表に示す条件で操作した。

容器としては、ステンレス製のものは厚さ５肋の石英板
を張ったもの又はアルミナ製のものでその寸法は５００
×５００×８仇吻のものを用いた。この容器に敷物とし
て溶融シリカ粒粒径６〜２５ｍ′ｍの＊＊ものｌｋ９充
填し、その上に原料蛙石魂４０〜１００ｍ′ｗを６ｋ９
充填し、これを移動装置に載層し、移動させながら炉上
部からの酸水素炎バーナーにより１７５ぴ０に加熱し、
１８分間その温度に保持し冷却した。溶融体は、溶融シ
リカ粒に一部付着はしているが、石英板に付着はしてい
なかった。本発明により製造した溶融シリカを粉砕しＸ
線回祈により定量したところ、クリストバライト及びＱ
一石英は含まれておらず１００％溶融シリカであった。

また、そのＱ線量を後光光度計により測定したところ１
岬ｐｂであり「同一原料を用いた従来法によるものは１
０皿ｐｂであった。

表

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の実施例を示すもので、第１図は正面の断
面図、第２図はその側面の断面図、第３図、第４図、及
び第５図は他の実施例の側面の断面図である。 符号、１・・・…炉体、２・・・・・・容器、３・・・
・・・炉頂部、４・・・・・・石英ガラス板、５・・・
・・・バーナー、６…・・・溶融シリカ粒、７・・・・
・・原料、８・・・・・・移動装置。 亥１認券２函 券３趣 妥ム敵 茅５趣

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 移動可能な炉床に原料二酸化ケイ素を載置して加熱
   する密閉式炉により溶融シリカを製造するにあたり、炉
   床上に設けた耐熱材料からなる容器に粒度１〜２５ｍｍ
   の溶融シリカ粒、さらにその上に粒度３０〜１００ｍｍ
   の原料二酸化ケイ素塊を載置しこれを移動させながら少
   くとも温度１７５０℃以上に加熱することを特徴とする
   溶融シリカの製法。 ２ 移動可能な炉床に原料二酸化ケイ素を載置して、上
   部から加熱する密閉式炉において、炉床上に溶融シリカ
   粒、さらにその上に原料二酸化ケイ素塊を載置する耐火
   材料製の容器を炉床上に配設することを特徴とする溶融
   シリカ製造装置。